RIDUZIONE DELL`IMPATTO AMBIENTALE DEI REFLUI DI
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RIDUZIONE DELL`IMPATTO AMBIENTALE DEI REFLUI DI
RÉDUCTION DE L'IMPACT ENVIRONNEMENTAL DES EFFLUENTS D'ÉLEVAGE ET DES FROMAGERIES DE MONTAGNE PAR DE NOUVELLES TECHNIQUES DURABLES RIDUZIONE DELL'IMPATTO AMBIENTALE DEI REFLUI DI ALLEVAMENTO E DI CASEIFICIO DI MONTAGNA MEDIANTE NUOVE TECNICHE SOSTENIBILI «Réduction de l'impact environnemental des effluents d'élevage et des fromageries de montagne par de nouvelles techniques durables» Le projet a été développé dans le cadre du programme Interreg III A ALCOTRA par un partenariat désormais consolidé composé de l'Assessorat de l´Agriculture, des Ressources naturelles et de la Protection civile de la Région Autonome Vallée d’Aoste, en qualité de chef de file et de la Chambre d'Agriculture de Haute-Savoie. La direction scientifique du côté valdôtain a été confiée au Dipartimento di Valorizzazione e Protezione delle Risorse agroforestali (DIVAPRA), Università degli Studi di Torino, avec la collaboration du Dipartimento di Scienze ambientali e delle Produzioni vegetali, Università Politecnica delle Marche, de l'Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente (ARPA) et de l'Institut Agricole Régional (IAR) tandis que le GIS-SUACI Alpes du Nord et l'Institut National de Recherche Agronomique (INRA) ont collaboré avec la Chambre d'Agriculture de Haute-Savoie. Le travail représente la suite des études développées dans le cadre de deux projets précédents réalisés par les mêmes partners à partir de 1997: - projet Interreg II n°106 “Expérimentation de procédés respectueux de l'environnement permettant le traitement des effluents d'élevage et de fabrication fromagère fermière adaptés aux exploitation de montagne” (1997-1999); - projet Interreg II n°326 “Expérimentation de nouveaux procédés respectueux de l'environnement permettant le traitement des effluent d'élevage et de fabrication fromagère fermière adaptés aux exploitations de montagne” (1999-2001). Des deux côtés on avait eu l'exigence d'expérimenter de nouvelles techniques pour aborder les problèmes lors du traitement des effluents d'élevage et de fabrication fromagère en zones de montagne sensibles du point de vue environnemental. Pour les effluents d'élevage il était nécessaire de trouver une méthode éco compatible, simple et peu 2 coûteuse pour limiter d'un côté l'impact environnemental des excès de lisier et de l'autre les problèmes liés aux émissions malodorantes. La bio-pédodépuration a été expérimentée avec de bons résultats d'abord avec de petits récipients expérimentaux placés dans des exploitations situées à des différentes altitudes et dans la fromagerie «Cooperativa Champagne» et ensuite avec deux installations de dimension industrielle dans une exploitation zootechnique de Aoste et dans la fromagerie. Les résultats ont été de bon niveau compte tenu des difficultés, pour ce qui concerne le lisier zootechnique, de travailler avec la phytodépuration sur un matériel à haute concentration de matière sèche. La désodorisation a été réalisée en utilisant des installations de micro aération dans les cuves de stockage du lisier. En calibrant correctement l'insufflation d'air dans la masse on a obtenu d'excellents résultats soit au niveau de l'installation soit lors de l'épandage sur le terrain. En se basant sur les résultats des expérimentations précédentes, dans ce dernier projet on a, au fur et à mesure, défini les instruments opératifs pour un traitement alternatif des effluents d'élevage et des eaux blanches de fromagerie. L'étude se divise principalement en trois secteurs: fromageries de montagne, effluents d'élevage et diagnostic intégré. Pour ce qui concerne les fromageries de montagne, en Vallée d'Aoste on a expérimenté des solutions pour optimiser la capacité d'épuration de la «zone humide artificielle» de Chambave (construite dans le cadre du Programme Interreg II projet n°326) où l'on traite les eaux de lavage de la “Cooperativa Champagne” qui produit principalement Fontina (fromage AOP de la Vallée d'Aoste). Les études et les expérimentations concernant la zone humide artificielle ont été menées par le DIVAPRA, Università degli Studi di Torino, pour les aspects chimiques et microbiologiques et par le Dipartimento di Scienze ambientali e delle Produzioni vegetali, Università Politecnica delle Marche pour la sélection et l'analyse des matériaux utilisés. Les analyses conduites par le DIVAPRA jusqu'à présent, comme de même les analyses conduites par l’ARPA, indiquent une bonne efficience épuratoire de l'installation même si la décharge finale ne respecte pas encore les limites prévues par le tableau 3, annexe 5 du D.Lgs 152/99, pour la livraison en eaux superficielles ou en égouts. Pour ce qui concerne la Haute- Savoie le projet a permis de définir un cahier des charges pour la mise en œuvre opérationnelle des systèmes d'épandage gravitaire en alpage intégrant la nature du sol, les conditions de pente et d'épandage (actuellement en Vallée d'Aoste les lois, soit nationales soit régionales, ne permettent pas d'utiliser cette technique); un échantillon d'alpages couvrant une gamme représentative de sols et de conditions d'épandage a été étudié. Pour ce qui concerne les effluents d'élevage le projet nous a permis de définir des critères simples d'évaluation de la dynamique d'évolution des lisiers en cours de traitement de désodorisation par micro-aération. Ces critères permettent de définir les paramètres de contrôle et de gestion de la technique de désodorisation. Enfin on a mis au point une méthodologie de diagnostic intégré, réalisé par l'Institut Agricole Régional pour la Vallée d'Aoste. L'idée de base est d’analyser la gestion des effluents d'élevage dans les exploitations valdôtaines pour trouver une méthodologie que intègre la gestion agricole et les fonctions environnementales. La première phase de l'étude a cherché de vérifier si c'était possible de faire un diagnostic expéditif pour déterminer les éventuels problèmes environnementaux, mais ça n'a pas été possible puisque on avait besoin de données qui ne sont pas normalement enregistrées dans les statistiques officielles. Dans la deuxième partie du projet on a donc élaboré des fiches d'enquête pour analyser la gestion des effluents dans les exploitations. Pour ce qui concerne le diagnostic intégré, en France, l'étude a permis d'analyser l'impact des effluents sur la qualité de l'eau. Avec ce dernier projet on a mis au point les techniques précédemment décrites en fournissant des méthodologies qui non seulement opèrent dans le respect de l'environnement mais qui ont aussi des coûts contenus et dont l’application est très simple. 3 «Riduzione dell'impatto ambientale dei reflui di allevamento e di caseificio di montagna mediante nuove tecniche sostenibili» Il progetto è stato sviluppato nell'ambito del programma Interreg III A ALCOTRA da un partenariato ormai consolidato formato dall'Assessorato agricoltura, risorse naturali e protezione civile della Regione Autonoma Valle d'Aosta, in qualità di capofila, e dalla Chambre d'Agriculture de HauteSavoie. La direzione scientifica per parte valdostana è stata affidata al Dipartimento di Valorizzazione e Protezione delle Risorse agroforestali (DIVAPRA), Università degli Studi di Torino, con la collaborazione del Dipartimento di Scienze ambientali e delle Produzioni vegetali, Università Politecnica delle Marche, dell'Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente (ARPA) e dell'Institut Agricole Régional (IAR) mentre il GIS-SUACI Alpes du Nord e l'Institut National de Recherche Agronomique (INRA) hanno collaborato con la Chambre d'Agriculture de Haute-Savoie. Il lavoro nasce come proseguimento degli studi svolti nell'ambito di due progetti precedenti realizzati dagli stessi partner a partire dal 1997: - progetto Interreg II n°106 “Expérimentation de procédés respectueux de l'environnement permettant le traitement des effluents d'élevage et de fabrication fromagère fermière adaptés aux exploitation de montagne” (1997-1999); - progetto Interreg II n°326 “Expérimentation de nouveaux procédés respectueux de l'environnement permettant le traitement des effluent d'élevage et de fabrication fromagère fermière adaptés aux exploitations de montagne” (1999-2001). Sui due versanti si era sentita l'esigenza di sperimentare nuove tecniche per affrontare i problemi presentati dallo smaltimento dei reflui zootecnici e caseari in zone di montagna sensibili dal punto di vista ambientale. Per i reflui zootecnici si trattava di cercare un metodo ecocompatibile, semplice ed economico che limitasse da un lato l'impatto ambientale degli eccessi di liquami e dall'altro i problemi con- 4 nessi con le emissioni maleodoranti. La bio-pedodepurazione è stata sperimentata con ottimi risultati dapprima in piccoli contenitori sperimentali posti presso aziende agricole situate a diverse quote ed il caseificio “Cooperativa Champagne”, e successivamente con due impianti a dimensione aziendale presso un'azienda zootecnica di Aosta ed il caseificio. I risultati sono stati di buon livello tenendo conto della difficoltà, per quanto riguarda il liquame zootecnico, di operare con la fitodepurazione su un materiale ad alta concentrazione di sostanza secca. Le prove di deodorizzazione sono state realizzate applicando degli impianti sperimentali di microaerazione alle vasche di contenimento dei liquami. Calibrando opportunamente l'insufflazione di aria all'interno della massa si sono ottenuti ottimi risultati sia a livello di impianto sia durante e dopo lo spandimento in campo. In base ai risultati delle sperimentazioni precedenti, in quest'ultimo progetto sono stati via via definiti gli strumenti operativi per un trattamento alternativo dei reflui d'allevamento e delle acque bianche di caseificio. Lo studio si divide principalmente in tre settori: caseifici di montagna, reflui zootecnici e diagnostica integrata. Per quel che riguarda i caseifici di montagna sono state sperimentate in Valle d'Aosta soluzioni per ottimizzare la capacità depurativa della “zona umida artificiale” di Chambave (costruita nell'ambito del programma Interreg II progetto n° 326) in cui si trattano le acque di lavaggio del Caseificio “Cooperativa Champagne” che produce principalmente Fontina (formaggio DOP della Valle d'Aosta). Gli studi e le sperimentazioni relative all'area umida artificiale sono stati svolti dal DIVAPRA, Università degli Studi di Torino, per gli aspetti chimici e microbiologici, e dal Dipartimento di Scienze ambientali e delle Produzioni vegetali, Università Politecnica delle Marche, per la selezione e l'analisi dei materiali utilizzati. I risultati delle analisi eseguite dal DIVAPRA sino ad ora così come le analisi eseguite dall' ARPA indicano una buona efficienza depurativa dell'impianto benché lo scarico finale ancora non sia conforme ai limiti previsti dalla tabella 3, allegato 5 del D.Lgs.152/99, per il suo recapito in acque superficiali o in fognatura. Per quel che riguarda l'Alta Savoia il presente progetto ha permesso di definire un disciplinare per la messa in opera dei sistemi di spandimento gravitazionale delle acque bianche di casere d'alpeggio, che integrino la natura del suolo, le condizioni di pendenza e le esigenze di spandimento (al momento in Valle d'Aosta né la normativa nazionale né quella regionale consentono di utilizzare tale tecnica); è stato studiato un campione di alpeggi francesi che coprono una gamma rappresentativa di suoli e di condizioni di spargimento. Per quel che riguarda i reflui d'allevamento, il progetto ci ha permesso di definire dei semplici criteri di valutazione dell'evoluzione del liquame sottoposto al trattamento di deodorizzazione per microaerazione. Questi criteri permettono di definire dei parametri di controllo e di gestione della tecnica di deodorizzazione. E' stata infine messa a punto una metodologia di diagnostica integrata, realizzata per la Valle d'Aosta dall'Institut Agricole Régional. L'idea di base è stata di analizzare la gestione dei reflui di allevamento nelle aziende valdostane, per trovare una metodologia che integri la gestione agricola e le funzioni ambientali. La prima fase dello studio ha cercato di verificare se fosse possibile fare una diagnostica speditiva per individuare gli eventuali problemi ambientali, ma ciò è risultato non essere possibile in quanto è necessario disporre di informazioni che non sono registrate abitualmente nei dati ufficiali. Nella seconda parte del progetto sono state quindi elaborate delle schede d'indagine per analizzare la gestione degli effluenti nelle aziende. Per quel che riguarda la diagnostica integrata in Francia, lo studio ha permesso di analizzare l'impatto degli effluenti sulla qualità dell'acqua. Con quest'ultimo progetto sono quindi state messe a punto le tecniche di cui sopra fornendo delle metodologie che, oltre ad operare nel rispetto dell'ambiente, hanno costi contenuti e semplicità di applicazione. 5 TRAITEMENT DES EAUX RÉSIDUELLES DE FROMAGERIE Activité et distribution des bactéries ammonio-oxydantes dans une “Constructed Wetland” (zone humide artificielle) pour le traitement des eaux résiduelles de fromagerie L es “Constructed Wetlands” (zones humides artificielles) sont un système intéressant d’épuration à prix réduit et avec un impact environnemental modéré, dans lequel l'action combinée des végétaux aquatiques et des populations microbiennes permet une réduction sensible de la charge polluante des effluents liquides de différentes natures, tant urbains qu'industriels. Toutefois, pour adapter de ce système à l'environnement alpin, il faut augmenter l'efficacité d'épuration de façon à réduire la surface de l’installation qui peut être conséquente, et compenser aussi une influence défavorable liée aux conditions climatiques. Pour ce faire, il est possible de favoriser l'adsorption de certains ions par des matériaux actifs appropriés pouvant contribuer sensiblement (avec les hydrophytes et les micro-organismes) à l'amélioration de dépollution. te, de la zéolite et du sol local. La tranchée est alimentée par les eaux de lavage de la fromagerie, prélevées dans le bassin de stockage moyennant une pompe submergée qui envoie les eaux dans le premier secteur, duquel elles s'écoulent vers les secteurs suivants grâce à une légère inclinaison du fond (3%). La présence d'un système de barrage entre un secteur et l'autre assure la formation d'un flux continu de liquide d'écoulement sous la surface, permettant le développement d'une végétation d'hydrophytes constituée par Phragmites australis (figure 1 e 2). (figure 1) Fluxe d’écoulement superficiel et sub-superficiel LA “CONSTRUCTED WETLAND” DE LA FROMAGERIE DE CHAMPAGNE (VALLÉE D’AOSTE) L' aptitude de ce genre de matériaux pour l’épuration et la mise au point de “Constructed Wetlands” adaptées à l'environnement alpin, ont fait l'objet d'études du DIVAPRA de l'Université de Turin, depuis plusieurs années, dans le cadre d'une série de projets transfrontaliers Interreg (années 2000-2005) menés en collaboration avec la Région Autonome Vallée d'Aoste, et ayant abouti à la réalisation d'une installation pour le traitement des eaux résiduelles de fromagerie, de dimension industrielle, annexée à la fromagerie “Cooperativa Champagne” (Vallée d’Aoste). L'installation est constituée par une tranchée d'environ 1,5 m de profondeur, imperméabilisée avec un film plastique et divisée en cinq secteurs remplis respectivement avec des cailloux, du gravier, des fragments de céramique, de la magnéti- 6 (figure 2) Système de barrage entre secteurs L'installation a une surface totale d'environ 200 m2 et reçoit actuellement un volume quotidien d'eaux résiduelles de 6 à 10 m3. Son efficacité d’épuration est contrôlée périodiquement par toute une série de paramètres chimiques et microbiologiques, dont il est fait référence dans une autre partie de cette publication (v. “Évolution des paramètres chimiques et microbiologiques dans la “Constructed Wetland” de Champagne (Vallée d’Aoste)”). Parallèlement à ce contrôle et à ces mesures, une série de recherches est en cours pour évaluer l'implication des processus microbiologiques dans les phénomène d’épuration ainsi que l'influence exercée par les différents matériaux de remplissage de la tranchée sur ces processus. L OBJECTIFS DE LA RECHERCHE a phase de l'activité microbienne à considérer comme délicate, pour la minéralisation de la matière organique présente dans les eaux résiduelles, est celle de la nitrification autotrophique, puis de la dénitrification, où l'azote ammoniacal (provenant de l'attaque de l'azote organique) est au début oxydé en azote nitrique et réduit ensuite sous formes volatiles, lesquelles quittent le système. L’importance relative de l’activité de la microflore impliquée dans ces processus influe beaucoup sur le bon fonctionnement de l'équipement. Il faut souligner que ces phénomènes sont essentiellement fonction de: - la nature du substrat (matériaux de remplissage); - l'appareil radiculaire des hydrophytes (rhizosphère); - la température. Une étude expérimentale a été mise en route avec pour but: a) l'évaluation des rapports existants entre les comptages, la production d’ATP et l'évolution des formes d'azote, par rapport aux groupes microbiens ammonio-oxydants et dénitrifiants.; b) la distribution et la caractérisation génétique des microflores ammonio-oxydantes dans les différents secteurs de la “Wetland”. L’expérimentation du point a) est menée dans les laboratoires du DIVAPRA, Secteurs de Microbiologie et Industries agronomiques et Chimie agronomique; celle relative au point b) est réalisée à l'Institut NIOO de Breukelen (Hollande), avec lequel nous avons démarré une collaboration ayant pour but l'approfondissement des connaissances sur les sujets en question. Dans les deux cas, les essais sont réalisés sur des échantillons de matériaux de remplissage prélevés dans les différents secteurs, en différentes périodes de l'année, à proximité des racines, pour évaluer l'effet potentiel de la rhizosphère, ainsi que loin de ces dernières. L RÉSULTATS OBTENUS es activités expérimentales mentionnées cidessus sont toujours en cours, par conséquent les résultats obtenus jusque-là doivent être considérés comme préliminaires. Nous ne reprenons que les résultats considérés comme les plus intéressants. Parmi les différents matériaux employés, le plus favorable à l'activité microbienne semble être la zéolite. En effet, l'activité des bactéries ammonio-oxydantes (exprimée en tant que disparition de l'azote ammoniacal) est bien supérieure avec ce type de substrat que, par exemple, avec des fragments de céramique (figure 3 et 4). 90,000 ZEOLITE mg/L 80,000 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 mg/L pH Zéolite 8,00 pH NNH4+ 7,50 7,00 6,50 0,000 jours t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 100,000 90,000 80,000 Fragments de céramique Déchets issues de batiments mg/L 70,000 60,000 NNH4+ 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 8,50 pH pH mg/L 6,00 8,20 8,00 7,80 7,60 7,40 7,20 7,00 6,80 6,60 0,000 jours t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 6,40 (figure 3 e 4) Activité microbienne avec zéolite ou fragments de céramique Nous avons obtenu une indication fondamentalement similaire par l'évaluation de la nitrification potentielle mesurée sur deux échantillons successifs. Comme nous pouvons le voir dans les figures 5, une nitrification potentielle équivalente à celle vérifiée avec la zéolite ne peut être obtenue qu’avec le sol local, qui constitue le remplissage du dernier secteur. Par contre, la présence d'appareils radiculaires de Phragmites ne semble pas influencer l'activité microbienne. Ces indications devront être prises en compte pour la conception de futures “Constructed Wetlands”. Quant aux caractéristiques génétiques des populations microbiennes ammonio-oxydantes, les premières données nous semblent confirmer l'idée que ces microflores appartiennent surtout au genre Nitrosospira. Celui-ci étant considéré comme l'une des espèces les plus résistantes et sa présence est donc un élément positif pour le bon fonctionnement de l'installation. Des renseignements plus précis pourront être déterminés par le séquençage complet de l'ADN. 7 Nitrification Potentielle (nmol*g*dw*h-1) Fragmentsdedebatiments céramique Déchets G ra vie r Gravier 70 1000 nM g/ h 60 800 50 600 40 30 400 20 200 10 0 0 G Bu1 G Bu2 G Bu3 5mM G Bu4 25mM 50mM 1400 120 1000 80 60 800 40 600 400 20 200 0 0 CBu1 CBu 2 CBu 3 CBu4 CBu5 5mM CRo1 25mM CRo2 CRo 3 CRo4 CRo 5 MBU 1 MB U 4 2, 5 mM 50mM Maté riel ferreux de dé charg e Magnétite MB U 5 500 800 700 nM g/ h 25 mM Zéolite Zeolite 900 400 600 500 300 400 200 300 100 200 100 0 MBu 1 MBu2 MBu3 5mM 25mM MBu4 0 MBu5 50mM ZRO 3 ZR O 4 ZBU 1 2, 5 mM Zeoli te Zéolite ZB U 2 25 mM SolSol local 800 200 700 600 500 150 300 100 400 200 50 100 ZBu 1 Z Bu2 ZBu 3 ZBu4 ZBu5 5mM ZRo 1 25mM ZRo2 Z Ro3 ZRo4 50mM Sollocal Sol L É 400 350 300 G 250 200 150 E 100 50 0 0 ZRo5 450 nM g/ h CRO4 25 mM 100 1200 0 CRO3 2,5 mM Magnétite Matériel ferreux de décharg e Déc hets dde e batim ents Fragments céramique 1600 nM g/ h CRO2 GBu 5 S Bu1 S Bu 2 S Bu3 S Bu4 S Bu5 S Bu6 5mM S Bu7 S Bu 8 S Ro1 25mM S Ro2 50mM (figure 5) Nitrification potentielle dans les différents secteurs 8 S Ro3 S Ro4 S Ro5 N D E S RO 1 S RO 3 S RO 5 2, 5 mM SB U4 25 mM SB U5 SB U8 nmol= nM=nano moles g=grammes de sol dw=dry weight=poid sec h=heure G=gravier C=fragments de céramique M=magnétite Z=zéolite S=sol local Bu=bulk=loin des racines Ro=root zone=près des racines 1,2...=differents échantillons mM=millimoles=concentration de ammonium Évolution des paramètres chimiques et microbiologiques dans la “Constructed Wetland” de Champagne (Vallée d’Aoste) Introduction A partir du démarrage de la “Constructed Wetland” (zone humide artificielle) de Champagne (Vallée d’Aoste), à l'été 2001, nous avons commencé le monitorage de certains paramètres jugés importants dans l'évaluation du fonctionnement de ce type d'installation pour le traitement des eaux résiduelles de la fromagerie. Ces paramètres sont: les volumes alimentant l’installation depuis un bassin de stockage; le pH dans les différents secteurs; la BOD5; l’azote total; la charge bactérienne totale; les streptocoques fécaux. 0 0 0 0 0 0 VOLUMES L es eaux résiduelles provenant du bassin de stockage sont pompées à l'amont de l'installation avec un débit variable de 6 à 10 m3/jour. Un compteur placé sur la conduite de refoulement permet le comptage des volumes alimentés (figure 6). Généralement, dans la période hivernale, le débit est gardé à un niveau inférieur, car dans cette période les eaux résiduelles présentent en moyenne une charge polluante plus élevée et donc il convient d'augmenter le temps de permanence afin de maintenir un bon rendement de dépuration. Périodiquement, le bassin de stockage est complètement vidé par des camions-citernes et cette opération demande, à chaque fois, un arrêt de fonctionnement de la “Wetland” pendant quelques jours, jusqu'à ce que le niveau adéquat au fonctionnement de la pompe d'alimentation soit rétabli. L'eau qui s'écoule de l'installation est renvoyée, grâce à une deuxième pompe, au bassin de stockage des eaux résiduelles (figure 7). Les valeurs du débit quotidien (enregistrées dans ce cas aussi par un compteur) sont assez variables surtout en fonction de l'évolution météorologique. En été, à cause de l'évapo-transpiration, on arrive à des valeurs minimales, tandis que durant les périodes de forte pluviosité la quantité d'effluents peut être considérablement supérieure à celle des eaux résiduelles alimentant à l'installation. Volu mi stagionali medi trattati 12 ,0 10 ,0 m3 /jour m3/d 8 ,0 6 ,0 4 ,0 2 ,0 0 ,0 - hiv est '0 1 aut aut-in v p ri '0 2 été est '0 2 été est '03 aut '0 3 pri '0 4 été est '04 aut '0 4 été '01 /'02 moyenne Entrée media E pe rio do période inv hiv '04 /0 5 moyenne media U Sortie (figure 6) Volumes saisonniers moyens traités (figure 7) Bassin de stockage des eaux résiduelles 9 L pH es eaux résiduelles de la fromagerie sont caractérisées par des valeurs de pH plutôt acides, variant de 4 à 6 suivant la saison. Cela peut limiter l'activité microbiologique et inhiber le développement des végétaux (figure 8). L'évolution du pH dans les différents secteurs de la “Wetland” montre que les substrats des différents secteurs permettent de corriger ces pH acides en les faisant remonter à des valeurs plus proches de la neutralité (figure 9). Toutefois, ces derniers temps, nous avons dépisté une capacité neutralisante réduite. Cela pourrait être dû à la formation de dépôts de matière grasse sur la surface des matériaux composant les substrats et limitant le contact de ces derniers avec l'eau résiduelle. nous considérons que les processus de nitrification et de dénitrification sont les plus délicats pour le traitement des eaux résiduelles, quel que soit le type d'équipement (figure 11). Durant l'automne 2004, nous avons essayé d'augmenter considérablement le débit d'alimentation pour vérifier le potentiel de la “Wetland”: tandis que le rendement d'élimination de la BOD5 a gardé des valeurs satisfaisantes (environ 80%), nous avons enregistré une nette aggravation en ce qui concerne l'azote total. 8 7 6 5 pH Les meilleurs rendements s’obtiennent dans la période été/automne, tandis que durant la saison froide l'efficacité diminue (figure 10). De même, en ce qui concerne la réduction de l'azote total, le comportement de la “Wetland” fluctue en fonction des saisons, avec des rendements épuratoires les plus forts en été/automne. Les valeurs sont toutefois significativement inférieures à celles de la BOD5, ce qui est logique si 4 10 0, 0 3 9 0, 0 8 0, 0 2 7 0, 0 1 aut-inv aut - hiv pri '0 2 '0 1/'0 2 est '02 été est '03 été aut '0 3 pri '0 4 été est '04 aut '0 4 in v hiv '0 4/0 5 periodo période 6 0, 0 5 0, 0 eff.% 0 4 0, 0 3 0, 0 2 0, 0 1 0, 0 (figure 8) Valeurs de pH dans l’effluent final 0, 0 été - hiv pri '0 2 été est '01 aut aut-inv est '02 été est '03 aut '0 3 pri '0 4 été est '04 aut '04 '0 1/'0 2 8,0 7,0 6,0 periodo période hiv in v '0 4/05 (figure 10) Rendement % de réduction du BOD5 pH 5,0 4,0 3,0 90 ,0 2,0 80 ,0 1,0 70 ,0 Entrée E 1 2 3 settori secteurs 4 5 Sortie U 60 ,0 eff.% 0,0 50 ,0 40 ,0 30 ,0 (figure 9) Évolution moyenne du pH dans les différents secteurs L BOD5 ET AZOTE TOTAL a demande biologique en oxygène est l'un des paramètres les plus importants pour l'évaluation de la charge polluante des eaux résiduelles. Dans la “Wetland” de Champagne, nous avons obtenu des valeurs de rendement épuratoire variant de 55% à 90%. 10 20 ,0 10 ,0 0 ,0 est '01 aut aut-inv est '02 été est '03 aut '0 3 pri '0 4 été est '0 4 aut '04 été - hiv pri '0 2 été '0 1/'0 2 periodo période (figure 11) Rendement % de l’azote total in v hiv '0 4/05 CHARGE BACTÉRIENNE TOTALE 5,0 0 log10 MPN C omme pour les paramètres précédents, nous avons pu aussi démontrer que la capacité de la “Wetland” à réduire considérablement le nombre de bactéries présentes dans les eaux résiduelles est plus forte pendant la belle saison (figures 12 et 13). Les valeurs plutôt basses enregistrées en automne 2001 sont dues au fait que l'installation venait de démarrer. 6,0 0 4,0 0 3,0 0 2,0 0 1,0 0 0,0 0 febbraio2 00 2 février aprile20 avril 02 période periodo Entrée Entrata settembre2 00 4 novembre no vembre2 00 4 septembre Sortie Us cita (figure 14) Streptocoques fécaux à l’entrée et à la sortie 10 ,00 9 ,00 7 ,00 12 0,0 6 ,00 5 ,00 10 0,0 4 ,00 3 ,00 8 0,0 2 ,00 1 ,00 0 ,00 autun no '01 automne in hiver verno '02 pprintemps rimav era '0 2 estate été '02 pe riodo période Entrée lo g10 E autun no '0 4 automne in verno hiver '0 5 eff% log10 (UFC/mL) 8 ,00 4 0,0 2 0,0 SortieU log10 0,0 (figure 12) Charge totale à l’entrée et à la sortie 12 0,0 10 0,0 hiver '02 in verno printemps p rimav era '0 2 periodo période automne autun no '0 4 (figure 15) Rendement % de réduction de streptocoques fécaux 8 0,0 eff% 6 0,0 6 0,0 4 0,0 2 0,0 0,0 automne autun no '0 1 hiver inv ern o '02 printemps p rimavera '0 2 été '0 2 estate periodo période automne autun no '04 invhiver ern o '0 5 (figure 13) Rendement % de réduction de la charge totale L STREPTOCOQUES FÉCAUX es données disponibles sont réduites puisque pendant le premier cycle d'analyses nous avons remarqué que l'élimination était systématiquement supérieure à 90%. Nous avons donc préféré concentrer notre attention sur des paramètres plus délicats. À l'automne 2004 de nouveaux contrôles ont été réalisés concernant ce paramètre avec des résultats confirmant ceux qui avaient été obtenus précédemment (figures 14 et 15). L CONCLUSIONS a “Constructed Wetland” de Champagne (Vallée d’Aoste) a globalement donné de bons résultats quant à son efficacité, surtout pendant la saison estivale. Durant la période prise en considération (été 2001 - hiver 2005) certains problèmes de gestion ont été rencontrés (formation de flux superficiels, arrêt de l'installation à cause du gel, engorgements provoqués par la graisse) et ont été résolus au fur et à mesure qu'ils se présentaient. Cela a mis en évidence que, même avec un niveau d'installation simple, les “Constructed Wetland” exigent une bonne conception afin d'assurer une alimentation constante des substrats et de favoriser ainsi les processus microbiologiques. 11 TRATTAMENTO DELLE ACQUE DI LAVAGGIO DI CASEIFICIO Attività e distribuzione di batteri ammonio-ossidanti in una “Constructed Wetland” per il trattamento di reflui caseari C ome è noto le “Constructed Wetlands” rappresentano un interessante sistema di depurazione a basso costo e moderato impatto ambientale, dove l'azione combinata di vegetali acquatici e popolazioni microbiche permette una sensibile riduzione del carico inquinante in effluenti liquidi di varia natura, sia civili che industriali. Per l'adozione di tale sistema in ambiente alpino, tuttavia, è necessario aumentare l'efficacia di rimozione in modo da ridurre l'estensione superficiale, che nella versione tradizionale è generalmente cospicua, e compensare l'influenza sfavorevole esercitata dalle condizioni climatiche. A tal fine, è possibile esaltare l'adsorbimento di particolari ioni per mezzo di opportuni materiali attivi, che possono notevolmente contribuire (insieme alle idrofite e ai microrganismi) all'opera di depurazione. LA "CONSTRUCTED WETLAND" DEL CASEIFICIO DI CHAMPAGNE (VALLE D’AOSTA) L' idoneità di questo tipo di materiali per la messa a punto di “Constructed Wetlands” adatte all'ambiente alpino, è da diversi anni oggetto di sperimentazione da parte del DIVAPRA dell'Università di Torino, nell'ambito di una serie di progetti Interreg (anni 2000-2005) condotti in collaborazione con la Regione Autonoma Valle d'Aosta, e ha portato alla realizzazione di un impianto per il trattamento di reflui caseari, a dimensione aziendale, annesso al caseificio “Cooperativa Champagne” (Valle d’Aosta). L'impianto è costituito da una trincea della profondità di circa 1,5 m, impermeabilizzata con un film plastico e divisa in cinque settori, riempiti rispettivamente con pietrisco, frammenti di ceramica, magnetite, zeolite, suolo locale. La trincea è 12 alimentata con le acque di lavaggio del caseificio, prelevate dalla vasca di stoccaggio tramite pompa sommersa e immesse nel primo settore, dal quale defluiscono verso quelli successivi grazie alla leggera pendenza del fondo (3%). La presenza di un sistema di sbarramento tra un settore e l'altro, garantisce la formazione di un flusso continuo di liquido a scorrimento sub-superficiale, che permette lo sviluppo di una vegetazione di idrofite costituita da Phragmites australis. (figura 1 e 2) (figura 1) Flusso a scorrimento superficiale e sub-superficiale (figura 2) Sistema di sbarramento tra settori L'impianto ha una superficie complessiva di circa 200 m2 e riceve attualmente un quantitativo giornaliero di refluo pari a 6 - 10 m3. La sua efficienza depurativa è tenuta sotto controllo attraverso il monitoraggio periodico di una serie di parametri chimici e microbiologici, dei quali si dà conto in altra parte della presente pubblicazione (v. “Evoluzione di parametri chimici e microbiologici nella “Constructed Wetland” di Champagne (Valle d’Aosta)”). Parallelamente a tale monitoraggio, è in atto una serie di ricerche volte a valutare l'entità dei processi microbiologici che stanno alla base della depurazione e l'influenza esercitata su di essi dai diversi materiali che costituiscono il riempimento della trincea. OBIETTIVI DELLA RICERCA L a fase dell'attività microbica considerabile come critica, ai fini della mineralizzazione della sostanza organica presente nel refluo, è quella della nitrificazione autotrofica e successivamente della denitrificazione, in cui l'azoto ammoniacale (che deriva dall'attacco dell'azoto organico) viene prima ossidato ad azoto nitrico e questo è poi ridotto a forme volatili, che in quanto tali abbandonano il sistema. La consistenza quantitativa e l'attività delle microflore coinvolte in questi processi è quindi di fondamentale importanza per il buon funzionamento dell'impianto. In particolare, riveste notevole interesse l'accertamento dell'influenza esercitata su questi fenomeni da - natura del substrato (materiali di riempimento); - apparato radicale delle idrofite (rizosfera); - temperatura. E' stata quindi avviata una sperimentazione avente i seguenti scopi: a) valutazione delle relazioni esistenti tra conteggi, produzione di ATP ed evoluzione delle forme di azoto, relativamente ai gruppi microbici ammonio-ossidanti e denitrificanti; b) distribuzione e caratterizzazione genetica delle microflore ammonio-ossidanti nei diversi settori della Wetland. L'attività sperimentale di cui al punto a) è svolta nei laboratori del DIVAPRA, Settori di Microbiologia-Industrie agrarie e Chimica agraria, quella relativa al punto b) viene effettuata presso l'Istituto NIOO di Breukelen (Olanda), con il quale è stata avviata una collaborazione finalizzata all'approfondimento delle conoscenze sui temi in questione. In entrambi i casi, le prove vengono effettuate su campioni del materiale di riempimento prelevato dai diversi settori, in periodi diversi dell'anno, sia in prossimità delle radici, per valutare l'eventuale effetto della rizosfera, che lontano da esse. L RISULTATI OTTENUTI e attività sperimentali di cui sopra sono tuttora in corso, quindi i risultati finora ottenuti sono da considerarsi soltanto come preliminari. Si riportano quindi quelli considerabili come più interessanti. Tra i diversi materiali usati, quello più favorevole all'attività microbica sembra essere la zeolite. Infatti l'attività dei batteri ammonio-ossidanti (espressa come scomparsa dell'azoto ammoniacale) è maggiore con questo tipo di riempimento che, ad esempio, con i frammenti di ceramica (figure 3 e 4). Un'indicazione sostanzialmente simile è stata ottenuta dalla valutazione della nitrificazione potenziale valutata in due successivi campionamenti. 90,000 80,000 Zeolite ZEOLITE mg/L 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 mg/L pH 8,00 pH NNH4+ 7,50 7,00 6,50 0,000 giorni t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 100,000 90,000 80,000 Frammenti ceramica Déchets issuesdi de batiments mg/L 70,000 60,000 NNH4+ 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 8,50 pH pH mg/L 6,00 8,20 8,00 7,80 7,60 7,40 7,20 7,00 6,80 6,60 0,000 giorni t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 6,40 (figure 3 e 4) Attività microbica in presenza di zeolite o frammenti di ceramica Come si può vedere dalla figura 5, una nitrificazione potenziale equivalente a quella che si verifica con la zeolite è riscontrabile solo con il suolo locale che costituisce il riempimento dell'ultimo settore. Viceversa, la presenza degli apparati radicali delle Phragmites sembra non influenzare l'attività microbica. Di tali indicazioni si dovrà tenere conto nella futura progettazione di nuove “Constructed Wetlands”. Quanto alla caratterizzazione genetica delle popolazioni microbiche ammonio-ossidanti, i primi dati sembrano avvalorare l'indicazione che queste microflore appartengano in predominanza al genere Nitrosospira. Esso è ritenuto uno dei generi dotati di maggiore resistenza, e quindi la sua presenza è un elemento positivo per il buon funzionamento dell'impianto. Informazioni più precise si potranno avere attraverso il sequenziamento completo del DNA. 13 Nitrificazione Potenziale (nmol*g*dw*h-1) Frammenti dibatiments ceramica Fragments céramique Déchets dede G ra vie r Pietrisco Gravier 70 1000 nM g/ h 60 800 50 600 40 30 400 20 200 10 0 0 G Bu1 G Bu2 G Bu3 5mM G Bu4 25mM 50mM Déc hets dde edi batim ents Frammenti ceramica Fragments céramique 1400 120 1000 80 1200 40 400 20 CBu1 CBu 2 CBu 3 CBu4 CBu5 5mM CRo1 CRo2 25mM CRo 3 CRo4 0 CRo 5 50mM MBU 1 Maté riel ferreux de dé charg e Magnetite Magnétite MB U 4 2, 5 mM MB U 5 25 mM Zéolite Zeolite Zeolite 900 500 800 700 nM g/ h CRO4 60 600 0 400 600 500 300 400 200 300 100 200 100 0 MBu 1 MBu2 MBu3 5mM 25mM MBu4 0 MBu5 50mM ZRO 3 ZR O 4 2, 5 mM Zeoli te Zéolite Zeolite ZBU 1 ZB U 2 25 mM Suolo SolSol local locale 800 200 700 600 500 150 300 100 400 200 50 100 ZBu 1 Z Bu2 ZBu 3 ZBu4 ZBu5 5mM ZRo 1 25mM ZRo2 Z Ro3 ZRo4 50mM L 450 E 400 350 300 G 250 200 150 E 100 50 0 0 ZRo5 Sollocal Sol Suolo locale nM g/ h 25 mM 100 800 200 0 CRO3 2,5 mM Magnetite Magnétite Matériel ferreux de décharg e 1600 nM g/ h CRO2 GBu 5 S Bu1 S Bu 2 S Bu3 S Bu4 S Bu5 S Bu6 5mM S Bu7 S Bu 8 S Ro1 25mM S Ro2 S Ro3 S Ro4 S Ro5 50mM (figura 5) Nitrificazione potenziale nei diversi settori 14 N D A S RO 1 S RO 3 S RO 5 2, 5 mM SB U4 25 mM SB U5 SB U8 nmol= nM=nano moli g=grammi di suolo dw=dry weight=peso secco h=ora G=pietrisco C=frammenti di ceramica M=magnetite Z=zeolite S=suolo locale Bu=bulk=lontano dalla radice Ro=root zone=vicino alla radice 1,2...=diversi punti di campionamento mM=millimoli=concentrazioni di ammonio Evoluzione di parametri chimici e microbiologici nella “Constructed Wetland” di Champagne (Valle d’Aosta) Introduzione A partire dall'avviamento della “Constructed Wetland” di Champagne (Valle d’Aosta) nell'estate del 2001, è iniziato il monitoraggio di alcuni parametri giudicati importanti per la valutazione del funzionamento di tale tipo di impianto per il trattamento del refluo del caseificio. Tali parametri sono: volumi alimentati all'impianto e restituiti alla vasca di stoccaggio; pH nei vari settori; BOD5; 0 0 0 azoto totale; carica batterica totale; streptococchi fecali. 0 0 0 VOLUMI I l refluo proveniente dalla vasca di stoccaggio è pompato in testa all'impianto con una portata variabile da 6 a 10 m3/giorno. Un contatore posto sulla tubazione di mandata permette la contabilizzazione dei volumi alimentati (figura 6). Generalmente nel periodo invernale viene mantenuta una portata inferiore, questo perchè in tale periodo il refluo presenta mediamente un carico inquinante più elevato e quindi per mantenere una buona resa depurativa si cerca di aumentare il tempo di residenza. In alcuni periodi la portata di alimentazione è stata inferiore ai valori minimi previsti, a causa di problemi tecnici dovuti al gelo oppure all'intasamento provocato dal grasso a livello dei contatori. Periodicamente, inoltre, la vasca di stoccaggio viene totalmente svuotata per mezzo di autobotti e questa operazione determina ogni volta una fermata della Wetland per alcuni giorni, fino a che non si ripristina un livello adatto al funzionamento della pompa di alimentazione. L'acqua effluente dall'impianto viene restituita, per mezzo di una seconda pompa, alla vasca di stoccaggio del refluo (figura 7). I valori di portata giornaliera (registrati anche in questo caso da un contatore) sono assai variabili in funzione soprattutto dell'andamento meteorologico. Durante l'estate, a causa dell'evapotraspirazione, si raggiungono i valori minimi, mentre durante i periodi caratterizzati da elevata piovosità la quantità di effluente può essere sensibilmente maggiore di quella del refluo alimentato all'impianto. Volu mi stagionali medi trattati 12 ,0 10 ,0 m3/d 8 ,0 6 ,0 4 ,0 2 ,0 0 ,0 est '0 1 aut-in v p ri '0 2 '01 /'02 est '0 2 est '03 media Entrata E aut '0 3 pri '0 4 est '04 pe rio do aut '0 4 inv '04 /0 5 media U Uscita (figura 6) Volumi stagionali medi trattati (figura 7) Vasca di stoccaggio del refluo 15 I pH La resa migliore di abbattimento si ha soprattutl refluo del caseificio è caratterizzato da valori to nel periodo estivo-autunnale, mentre durante il di pH piuttosto acidi, variabili da 4 a 6 a secon- periodo freddo l'efficienza diminuisce (figura 10). da del periodo stagionale. Questo potrebbe limita- Anche per quanto riguarda l'abbattimento delre l'attività microbiologica ed inibire lo sviluppo l'azoto totale, il comportamento della Wetland è periodico, con i valori massimi di efficienza perdei vegetali (figura 8). L'andamento del pH nei vari settori della Wetland centuale di rimozione rilevabili nel periodo estimostra come grazie ai substrati contenuti nei vo-autunnale. I valori sono comunque tendenzialsettori stessi si ottenga una buona correzione, mente inferiori a quelli relativi al BOD5, come è tuttavia si è rilevato negli ultimi tempi una dimi- logico aspettarsi considerando come i processi di nuita capacità neutralizzante (figura 9). Ciò è pro- nitrificazione e denitrificazione siano i più delicababilmente da imputarsi alla formazione di depo- ti in tutti i tipi di impianto di trattamento di acque siti di materia grassa sulla superficie dei materia- reflue (figura 11). li costituenti i substrati limitando il contatto tra Durante l'autunno 2004, si è cercato di aumentaquesti ed il refluo. re considerevolmente la portata di alimentazione per verificare le potenzialità della Wetland: mentre la resa di abbattimento del BOD5 si è mantenuta Valori di pH efflu ente finale su valori soddisfacenti (circa 80%), per quanto riguarda l'azoto totale si è dovuto registrare un netto peggioramento. 8 7 6 pH 5 4 Efficie nz a percen tuale di rimoz ion e del BOD 5 3 2 10 0, 0 9 0, 0 1 aut-inv '0 1/'0 2 pri '0 2 est '02 est '03 aut '0 3 pri '0 4 est '04 aut '0 4 periodo 8 0, 0 7 0, 0 in v '0 4/0 5 eff.% 0 6 0, 0 5 0, 0 4 0, 0 3 0, 0 (figura 8) Valori di pH effluente finale 2 0, 0 1 0, 0 Andamento medio dei valori di pH n ei se ttori 0, 0 8,0 7,0 6,0 aut-inv pri '0 2 '0 1/'0 2 est '02 est '03 aut '0 3 pri '0 4 est '04 aut '04 periodo in v '0 4/05 (figura 10) Efficienza % di rimozione del BOD5 5,0 pH est '01 4,0 3,0 2,0 Efficie nz a percentu ale di rimoz ione dell' az oto totale 1,0 0,0 E 1 2 3 settori 4 5 90 ,0 U 80 ,0 70 ,0 L BOD5 E AZOTO TOTALE a domanda biologica di ossigeno è uno dei parametri più importanti per la valutazione del carico inquinante di un refluo. Nella Wetland di Champagne si sono ottenuti valori di efficienza percentuale di rimozione variabili dal 55% al 90%. 16 eff.% 60 ,0 (figura 9) Andamento medio dei valori di pH nei settori 50 ,0 40 ,0 30 ,0 20 ,0 10 ,0 0 ,0 est '01 aut-inv pri '0 2 est '02 est '03 '0 1/'0 2 aut '0 3 pri '0 4 periodo est '0 4 aut '04 in v '0 4/05 (figura 11) Efficienza % di rimozione dell’azoto totale CARICA BATTERICA TOTALE 6,0 0 5,0 0 log10 MPN C ome per i parametri precedenti, anche in questo caso si è potuto rilevare come la capacità della Wetland di ridurre considerevolmente il numero di batteri presenti nel refluo sia maggiore durante la bella stagione (figure 12 e 13). I valori piuttosto bassi di efficienza di rimozione registrati nell'autunno 2001 sono da imputarsi al fatto che l'impianto era appena stato avviato. S tre ptococch i fecali in e ntrata e uscita 4,0 0 3,0 0 2,0 0 1,0 0 0,0 0 febbraio2 00 2 aprile20 02 periodo Entrata settembre2 00 4 no vembre2 00 4 Us cita (figura 14) Streptococchi fecali in entrata e uscita Carica totale in Entrata e Uscita 10 ,00 9 ,00 Efficie nz a percentu ale di rimoz ione streptococchi fe cali 7 ,00 6 ,00 12 0,0 5 ,00 4 ,00 3 ,00 10 0,0 1 ,00 8 0,0 2 ,00 0 ,00 autun no '01 in verno '02 p rimav era '0 2 estate '02 pe riodo autun no '0 4 Entrata lo g10 E in verno '0 5 eff% log10 (UFC/mL) 8 ,00 4 0,0 log10 Uscita U 2 0,0 (figura 12) Carica totale in entrata e in uscita 0,0 Efficien za pe rce ntuale di rimozione de lla carica totale 12 0,0 6 0,0 in verno '02 p rimav era '0 2 periodo autun no '0 4 (figura 15) Efficienza % di rimozione streptococchi fecali 10 0,0 eff% 8 0,0 6 0,0 4 0,0 2 0,0 0,0 autun no '0 1 inv ern o '02 p rimavera '0 2 estate '0 2 periodo autun no '04 inv ern o '0 5 (figura 13) Efficienza % di rimozione della carica totale I STREPTOCOCCHI FECALI dati a disposizione sono pochi perché durante il primo ciclo di analisi si era notato come l'abbattimento fosse decisamente buono (sempre maggiore del 90%). Si è preferito pertanto concentrare l'attenzione su parametri più critici. Nell'autunno 2004 si sono eseguiti nuovamente alcuni controlli per quanto riguarda questo parametro ottenendo risultati che confermano quelli ottenuti in precedenza (figure 14 e 15). I CONCLUSIONI n media la “Constructed Wetland” di Champagne (Valle d’Aosta) ha dato buoni risultati in termini di efficienza depurativa, soprattutto durante il periodo estivo. Durante il periodo considerato (estate 2001 inverno 2005) si sono presentati alcuni problemi di carattere gestionale (formazione di flussi superficiali, fermate di impianto a causa del gelo, intasamenti dovuti al grasso) che in parte sono stati risolti mano a mano che si presentavano. Ciò ha posto in evidenza come, pur nella loro semplicità a livello impiantistico, le “Constructed Wetlands” richiedano una buona progettazione allo scopo di assicurare una alimentazione costante dei substrati e favorire quindi i processi microbiologici. 17 GESTION DES EFFLUENTS D’ÉLÉVAGE L es caractéristiques pédoclimatiques de la Vallée d'Aoste conditionnent fortement l'agriculture régionale. La présence de terrains en pente, parfois d'accès difficile, et des conditions climatiques rigides, surtout durant la période hivernale, ont favorisé le développement d'une zootechnie intégrée dans le territoire, fondée sur le pâturage d'été des pelouses d'alpages et sur la production de fourrages séchés dans les prairies de fond de vallée. Lors de ces dernières décennies, le nombre de bovins élevés n'a pas beaucoup varié, tandis que la surface agricole utilisée s'est considérablement réduite. Cette tendance a engendré la concentration des élevages dans les zones plus plates et un abandon progressif important des surfaces plus éloignées. Les effluents d'élevage, qui possèdent une valeur fertilisante importante pour les sols et les cultures, peuvent devenir difficiles à gérer en cas d’excédant. De plus, l'actuelle loi régionale (Règlement régional 9 août 1995, n° 6) qui règlemente la gestion des effluents d’animaux, (capacité de stockage plus importante, doses d’épandage raisonnées), a mis en difficulté beaucoup d'exploitations qui ont dû augmenter le cheptel pour des raisons économiques. Dans le cadre de ce projet, le secteur d'Agronomie de l'Institut Agricole Régional, qui depuis des années étudie le rôle environnemental des prairies de montagne, a mis au point une fiche pour mettre en évidence les problématiques relatives à la gestion des effluents d'élevage, liées à la sensibilité des ressources naturelles et aux pratiques de l’exploitation. Sur la base des expériences précédentes, on a choisi de concevoir une fiche dont la compilation nécessite la visite de l'exploitation, de manière à favoriser le contact direct avec les agriculteurs, de plus en plus sensibles aux thèmes liés à la gestion des effluents d'élevage. Le modèle proposé est très simple, rapide à remplir et permet un bon échange avec l'exploitant. La rapidité d'exécution est aussi rendue possible par la disponibilité des donnés officielles de l'Assessorat de l'Agriculture qui fournissent les informations de 18 base, qui doivent être validées et complétées lors de l'entretien avec l’exploitant. La fiche d'enquête a été conçue pour être utilisée non seulement par les chercheurs de l'Institut Agricole Régional, mais aussi par les techniciens du conseil et de l'assistance agricole. La fiche relève les données relatives à quatre aspects: 1) les surfaces agricoles: localisation, caractéristiques topographiques des parcelles, apport d'engrais, type d'irrigation, type et nombre d'utilisations etc.; 2) les bâtiments agricoles et d’élevage: en termes de localisation, âge et dimensions du bâtiment, temps de présence des bovins, gestion du troupeau etc.; 3) les effluents d'élevage: type (fumier, lisier...) dilution ou non, éventuels traitements, site et période de stockage, lieux et période d'épandage etc; 4) le lait produit: gestion des effluents de fromagerie (eaux blanches, lactosérum) fabrication fermière ou non. Toutes les informations récoltées permettent d'effectuer une évaluation soignée des aspects négatifs dans la gestion des déjections animales dans la Vallée d'Aoste. En particulier, elles mettent en évidence les problématiques liées au stockage et à l'épandage des engrais de ferme. Dans le premier cas, l'enquête met en évidence les difficultés de stockage liées aux dimensions de la platée ou de la fosse de récolte, ou bien si la durée et l'endroit de stockage peuvent engendrer des risques potentiels de pollution. Dans le deuxième cas, les questions inhérentes au plan d'épandage de l'exploitation sont mises en évidence: si l'époque d’épandage est appropriée, s'il y a une bonne répartition des effluents sur toutes les surfaces ou s'il y a épandage d'engrais sur des parcelles localisées en proximité de cours d'eau. Ce questionnaire n'a pas une fonction de contrôle et de vérification concernant l'application et le respect des normes régionales, mais vise à rassembler des informations utiles pour améliorer la gestion des engrais de ferme au sein de l'exploitation. GESTIONE DEI REFLUI ZOOTECNICI L e caratteristiche pedo-climatiche della Valle d'Aosta condizionano fortemente l'agricoltura regionale. La presenza di terreni acclivi, talvolta difficilmente accessibili, e condizioni climatiche rigide, soprattutto nel periodo invernale, hanno favorito lo sviluppo di una zootecnia integrata nel territorio, basata sul pascolo estivo delle superfici alpine e sulla produzione di foraggi essiccati nei prati di fondovalle. Negli ultimi decenni il numero dei capi bovini allevati non ha subito sostanziali modifiche, mentre la superficie agricola utilizzata si è ridotta notevolmente. Questa tendenza ha determinato una maggiore concentrazione degli allevamenti nelle aree più pianeggianti e un conseguente progressivo abbandono delle superfici più marginali. Pertanto, i reflui zootecnici, risorsa fondamentale per la fertilità del suolo, rischiano di diventare, in alcune situazioni, materiali difficili da gestire e da smaltire. Per di più, l'attuale legge regionale (Regolamento regionale 9 agosto 1995, n° 6) che norma la gestione delle deiezioni zootecniche, vincola notevolmente lo stoccaggio e la distribuzione, mettendo in crisi molte aziende che hanno dovuto aumentare il numero di capi per ragioni economiche. Nell'ambito del presente progetto, il settore d'Agronomia dell'Institut Agricole Régional, che da anni si occupa del ruolo ambientale dei prati di montagna, ha messo a punto una scheda per evidenziare le problematiche relative alla gestione delle deiezioni animali, sia dal punto di vista della tutela delle risorse naturali sia per quanto riguarda l'organizzazione aziendale. Sulla base delle esperienze precedenti, si è preferito concepire una scheda la cui compilazione richiedesse la visita in azienda, in modo da privilegiare il contatto diretto con l'agricoltore, sempre più sensibile al tema della gestione dei reflui zootecnici. Il modello proposto, pertanto, è molto semplice, rapido nella compilazione e permette una buona interazione con il conduttore. La rapidità d'esecuzione è anche resa possibile dalla disponibilità di dati ufficiali dell'Assessorato Agricoltura che forniscono le informazioni di base, che vanno convalidate e integrate con quelle raccolte in azienda. La scheda d'indagine è stata ideata non solo per i ricercatori dell'Institut Agricole Régional, ma anche come strumento d'analisi rivolto ai tecnici che operano sul territorio nell'ambito dell'assistenza tecnica. La scheda raccoglie dati relativi a quattro ambiti: 1) le superfici agricole, in termini di localizzazione e caratteristiche topografiche degli appezzamenti, apporto di fertilizzanti, tipo d'irrigazione, tipo e numero delle utilizzazioni ecc.; 2) la stalla, in termini di localizzazione, età e dimensioni del fabbricato, permanenza dei bovini, gestione della mandria ecc.; 3) il refluo prodotto, in termini di tipo di fertilizzante organico, aggiunta di materiale, possibili trattamenti, luogo e periodo di stoccaggio, luogo e periodo di spandimento ecc.; 4) la trasformazione del latte, in termini di gestione dei reflui di caseificio, qualora vi sia una trasformazione interna. Tutte le informazioni raccolte permettono di effettuare una valutazione accurata degli aspetti critici nella gestione delle deiezioni bovine in Valle d'Aosta. In particolare, si evidenziano le problematiche collegate allo stoccaggio e allo smaltimento dei fertilizzanti aziendali. Nel primo caso, l'indagine segnala se lo stoccaggio è difficoltoso a causa delle dimensioni della vasca di raccolta, oppure se la durata e il luogo di deposito possono generare rischi potenziali di contaminazione. Nel secondo caso, sono rilevate le questioni inerenti il piano di spandimento aziendale: se l'epoca di distribuzione è congrua, se vi è una buona ripartizione dei reflui su tutte le superfici o se si verifica lo smaltimento di fertilizzanti su appezzamenti localizzati in prossimità di corsi d'acqua. Evidentemente, il questionario non ha una funzione di controllo e di verifica riguardo l'applicazione e il rispetto dei regolamenti regionali, ma mira a raccogliere informazioni utili per migliorare la gestione dei fertilizzanti organici aziendali. 19 ENQUÊTE SUR LA GESTION DES EFFLUENTS D'ÉLEVAGE GÉNÉRALITÉ Date: Nom titulaire: Commune et adresse: N.: Âge: Tél.: SURFACE DE L'EXPLOITATION Répartition de la surface agricole (ha) SAU totale Prairies Prairies en en propriété location Mayen Alpage Vigne SCHEMA GENERAL DE L'EXPLOITATION (identification des blocs) Altitude Légende: 20 Alpage Prairie extensive Mayen Prairie intensive Pâturage Verger DESCRIPTION BLOCS Bloc 1 Surface Bloc 2 Surface Bloc 3 Surface Pente: Pente: Pente: mécanisable OUI NON Irrigation: OUI aspersion Peu NON ruissellement Présence cours d’eau: OUI Fauches: 1 2 3 NON autre NON Irrigation: OUI aspersion Rendement Peu ruissellement Présence cours d’eau: OUI Fauches: 1 2 3 Pâturage d’automne durée durée durée NON Fertilisation: fumier lisier autre Pâturage de printemps durée Rendement Pâturage d’automne durée durée durée Fertilisation: fumier lisier Pâturage d’automne Pâturage d’été Période: Période: Fréquence: annuelle autre: tous les 2 ans Fréquence: annuelle autre: Commentaires 21 durée durée Fertilisation: fumier Période: Commentaires 2 NON 3 Quantité: Commentaires NON ruissellement Fauches: 1 Quantité: tous les 2 ans Peu Présence cours d’eau: OUI Quantité: Fréquence: annuelle autre: NON Irrigation: OUI aspersion autre Pâturage de printemps Pâturage d’été mécanisable OUI NON Rendement Pâturage de printemps Pâturage d’été mécanisable OUI lisier tous les 2 ans Bloc 4 Surface Bloc 5 Surface Bloc 6 Surface Pente: Pente: Pente: mécanisable OUI NON Irrigation: OUI aspersion Peu NON ruissellement 2 3 NON autre Rendement Peu ruissellement Présence cours d’eau: OUI Fauches: 1 2 3 Pâturage d’automne durée durée durée NON Fertilisation: fumier lisier Fauches: 1 2 NON Pâturage de printemps durée Rendement Pâturage d’automne durée durée durée Fertilisation: fumier lisier Pâturage d’automne Pâturage d’été Période: Période: Fréquence: annuelle autre: tous les 2 ans durée durée Fertilisation: fumier Période: Commentaires ruissellement autre Quantité: Commentaires NON 3 Quantité: tous les 2 ans Peu Présence cours d’eau: OUI Quantité: Fréquence: annuelle autre: NON Irrigation: OUI aspersion autre Pâturage de printemps Pâturage d’été mécanisable OUI NON Rendement Pâturage de printemps Pâturage d’été NON Irrigation: OUI aspersion Présence cours d’eau: OUI Fauches: 1 mécanisable OUI Fréquence: annuelle autre: lisier tous les 2 ans Commentaires ÉFFECTIFS D’ANIMAUX ET TEMPS DE PRESENCE EN BÂTIMENT Nombre Vaches laitières Génisses > 24 mois Génisses < 24 mois Veaux Temps de présence en bâtiment (mois) Âge premier vêlage Nombre de bâtiments d’élevage Localisation du (des) bâtiment(s): dans le village Bâtiment neuf OUI NON Livraison du lait à la fromagerie OUI NON Transformation fermière OUI NON Quantité de lait transformé: Destination des eaux de lavage: Destination du lactosérum: 22 hors du village EFFLUENTS D'ÉLEVAGE Production d'engrais organiques Fumier Addition de paille Addition de restes de foin quantité Période de stockage (mois): <3 Lieu de stockage: Lisier platée en béton Addition d’eau Addition de restes de foin 3-6 6 - 12 champ Capacité de la platée (volume et mois): autre Stockage au champ: condition durée Période d’épandage: Lieux d’épandage: Description: bien décomposé Problèmes OUI Lieu de stockage: <3 fosse n° champ Traitements: agitateur aérateur autre Pourquoi? NON autre utilisation utilisation Commentaires OUI 6 - 12 Stockage dans le champ: condition durée Période d’épandage: Lieux d’épandage: Description: gluant liquide difficile à pomper croûte superficielle paille visible NON 3-6 Fréquence de vidange de la fosse (mois): Commentaires Satisfait Période de stockage (mois): Capacité de la fosse (volume et mois): Fréquence de vidange de la platée (mois): Traitements: retournements >12 origine Lesquels 23 >12 INDAGINE SULLA GESTIONE DEI REFLUI ZOOTECNICI GENERALITÀ Data: Nome titolare: Comune e Indirizzo: N.: Età: Tel.: SUPERFICIE AZIENDALE Ripartizione superficie agricola (ha) SAU totale Prati Prati non di proprietà di proprietà Mayen Alpeggio SCHEMA GENERALE DELL'AZIENDA (identificazione blocchi) Altitudine Legenda: 24 Alpeggio Prato estensivo Mayen Prato intensivo Pascolo Vigna Frutteto DESCRIZIONE BLOCCHI Blocco 1 Superficie Blocco 2 Superficie Blocco 3 Superficie Pendenza: Pendenza: Pendenza: meccanizzabile SI NO Poco Irrigazione: SI aspersione NO scorrimento Presenza corso d’acqua: SI Sfalci: 1 2 3 meccanizzabile SI altro Resa Poco Irrigazione: SI aspersione NO NO NO scorrimento Presenza corso d’acqua: SI Sfalcio: 1 2 3 meccanizzabile SI altro Resa Poco Irrigazione: SI aspersione NO NO NO scorrimento Presenza corso d’acqua: SI Sfalcio: 1 2 3 NO altro Resa Pascolo primaverile Durata Pascolo primaverile Durata Pascolo primaverile Durata Pascolo autunnale Durata Pascolo autunnale Durata Pascolo autunnale Durata Pascolo estivo Durata Fertilizzazione: letame Pascolo estivo liquame Durata Fertilizzazione: letame Pascolo estivo liquame Fertilizzazione: letame Quantità: Quantità: Quantità: Periodo: Periodo: Periodo: Frequenza: annuale altro: Commenti ogni 2 anni Frequenza: annuale altro: Commenti ogni 2 anni Durata Frequenza: annuale altro: Commenti 25 liquame ogni 2 anni Blocco 4 Superficie Blocco 5 Superficie Blocco 6 Superficie Pendenza: Pendenza: Pendenza: meccanizzabile SI NO Poco Irrigazione: SI aspersione NO 1 2 3 NO Poco Irrigazione: SI scorrimento aspersione Presenza corso d’acqua: SI Sfalci: meccanizzabile SI NO NO scorrimento Presenza corso d’acqua: SI altro Sfalcio: 1 Resa 2 3 meccanizzabile SI altro Resa Poco Irrigazione: SI aspersione NO NO NO scorrimento Presenza corso d’acqua: SI Sfalcio: 1 2 3 NO altro Resa Pascolo primaverile Durata Pascolo primaverile Durata Pascolo primaverile Durata Pascolo autunnale Durata Pascolo autunnale Durata Pascolo autunnale Durata Pascolo estivo Durata Fertilizzazione: letame Pascolo estivo liquame Durata Fertilizzazione: letame Pascolo estivo liquame Fertilizzazione: letame Quantità: Quantità: Quantità: Periodo: Periodo: Periodo: Frequenza: annuale altro: ogni 2 anni Frequenza: annuale altro: Commenti Commenti SITUAZIONE STALLA Ripartizione capi Numero ogni 2 anni Vacche da latte Durata Frequenza: annuale altro: ogni 2 anni Commenti Manze Manzette Vitelli Permanenza (mesi) Età primo parto Numero stalle Stalla nuova SI Conferimento al caseificio SI SI Trasformazione interna - 26 NO NO NO liquame Localizzazione stalla: nel villaggio Quantità di latte trasformato: Destinazione acque di lavaggio: Destinazione siero: fuori REFLUI ZOOTECNICI Produzione fertilizzanti organici Letame Liquame quantità Aggiunta paglia Aggiunta resti Periodo di stoccaggio (mesi): <3 Luogo di stoccaggio: platea cemento Aggiunta acqua Aggiunta resti 3-6 campo Capacità platea (volume e mesi): 6 - 12 altro Frequenza svuotamento platea (mesi): Trattamenti: rivoltamenti paglia visibile Commenti Soddisfatto Problemi >12 Periodo stoccaggio (mesi): Luogo di stoccaggio: vasca <3 campo Capacità vasca (volume e mesi): Trattamenti: agitatore aeratore altro NO SI NO 6 - 12 >12 altro utilizzo utilizzo Stoccaggio in campo: condizioni durata Periodo spandimento: Luogo spandimento: Descrizione: viscoso liquido crosta superficiale Commenti SI 3-6 Frequenza svuotamento vasca (mesi): n° Stoccaggio in campo: condizioni durata Periodo spandimento: Luogo spandimento: Descrizione: ben decomposto origine Perchè? Quali 27 difficile da pompare DIAGNOSTIC INTÉGRÉ Diagnostic Agri Environnemental d’Exploitation Agricole: DIAGO Impact sur la qualité de l’eau des effluents agricoles en Alpes du Nord OBJECTIF: évaluer de manière simple et efficace les risques potentiels de pollution sur l'eau d'une exploitation agricole des Alpes du Nord France/Italie, et proposer des solutions techniques et/ou pratiques. CARACTERISATION DES EXPLOITATIONS AGRICOLES DES ALPES DU NORD FRANCE/ITALIE Tableau comparatif de l'agriculture en Haute-Savoie, Savoie, Isère et Vallée d'Aoste Superficie totale du département (en ha) SAU (en ha) SAU/superficie totale (%) STH/SAU (%) Nombre d'exploitations agricoles Exploitations types Haute-Savoie Savoie 148 600 115 343 438 780 34 68 5 100 Structures agricoles en production laitière / transformation fromagère Isère Vallée d’Aoste 276 763 71 188 603 500 743 100 19 37 85 4 305 Groupements pastoraux / Coopératives 34 8 800 326 200 22 98 6 595 Polyculture élevage «Micro-agriculture vivrière» à dominante fromagère Source Agreste 2000 / Rapport fin d'étude Hélène Le Bas CA74 2004 SAU : Surface Agricole Utile STH : Surface Toujours en Herbe L es exploitations agricoles des Alpes de Nord sont essentiellement des structures de type bovins lait à vocation laitière et fromagère: fabrication à la ferme ou en coopérative. La production est axée sur les signes de qualité: AOC (Abondance, Reblochon, Beaufort, Fontina…), label, IGP (Tomme), … Le parcellaire agricole de ces exploitations est souvent morcelé et éloigné du siège d'exploitation. L'éloignement, le relief et les conditions pédo-climatiques ne permettent pas toujours l'accessibilité à l'ensemble des surfaces. 28 Pour certaines exploitations, tout ou partie du cheptel est généralement inalpé en été: le site d'alpage devient un second site d'exploitation et de production. Dans les zones plates de vallées et avant pays, des cultures de céréales sont implantées. Ces spécificités liées aux exploitations des Alpes Franco-Italiennes du Nord impliquent des modes de fonctionnement et de gestion particuliers de ces exploitations. L'outil de diagnostic élaboré lors de la présente étude a donc pris en compte ces spécificités. PRÉSENTATION DU DIAGNOSTIC AGRI ENVIRONNEMENTAL D'EXPLOITATION AGRICOLE: DIAGO 0 LE RECENSEMENT DES CONTRAINTES LIÉES (lieu d'implantation de l'exploitation, situation des parcelles…) 0 Les surfaces de l'exploitation (surfaces de prairies, cultures, …): elles doivent être de taille à assurer une répartition correcte des effluents. 0 Situation du parcellaire: altitude, pente, expoe diagnostic permet de comparer, pour une sition, présence de cours d'eau, de zones humimême exploitation, un potentiel initial de des, type de sol… risque de pollution avant prise en compte des pratiques de l'exploitant (situation géographique, taille du cheptel, surfaces disponibles…) et un 0 LE RECENSEMENT DES PRATIQUES DE risque final après prise en compte des pratiques L'EXPLOITANT Cette étape permet de mettre en évidence l'impact (mise aux normes, compostage…). (positif ou négatif) sur le milieu, des pratiques de Ce diagnostic est présenté sous la forme d'un outil l'exploitant, à partir de la situation initiale de son exploitation. informatique (tableur Excel). AU MILIEU L Un système de notation permet de mesurer l'im- 0 Les exploitations agricoles doivent disposer de capacités de stockages suffisantes pour tous portance du risque potentiel sur la qualité de l'eau leurs effluents (fosses, fumières…), et éviter en abordant 6 thèmes de fonctionnement d'une ainsi les épandages en mauvaises conditions exploitation: pédo-climatiques (hiver …). 1. les matières organiques; 0 Les effluents doivent être tous récupérés 2. les effluents de fromageries; et traités (stockage puis épandage, redi3. la conduite du troupeau; stribution du lactosérum aux animaux, 4. les pratiques culturales; épandage gravitaire en alpage, …). 5. l'utilisation de pesticides; 0 Doses, fréquences et parcelles épandues. 6. les éléments naturels. 0 Des améliorations peuvent être apportées grâce au compostage… Les 6 thèmes d'entrée sont caractérisés par une série d'indicateurs hiérarchisés entre eux, et qui 0 Les excédants de fumiers / lisiers doivent être exportés… doivent être renseignés à l'aide de questions posées lors de l'entretien avec l'exploitant. En fonction 0 Des zones tampons le long des cours d'eau doides réponses, une note finale est appliquée pour vent être conservées et/ou mises en place. chaque thème. 0 Surfaces ou parcelles traitées avec des produits phytosanitaires… Les questions posées au cours de la visite sur place et de la discussion ont 3 objectifs: 0 LE RECENSEMENT DES SOURCES POTENTIELLES DE POLLUTION 0 Les effluents organiques animaux: quantités, type… 0 Les sous-produits de la fabrication fromagère: le lactosérum ou petit lait. 0 Les eaux usées: eaux vertes (issues du lavage des salles de traite, aires d'attentes), eaux brunes (issues des aires d'exercices extérieures), eaux blanches (issues du lavage des machines à traire, des fromageries). L INTERPRETATION DES RESULTATS es résultats se visualisent directement à l'aide d'un graphique: ce graphique permet de repérer les points forts/points faibles de l'exploitation. Le logiciel permet de faire évoluer les risques en faisant varier en «direct» les pratiques de l'exploitant et de proposer alors des solutions de traitement et/ou d'amélioration des pratiques. 29 DIAGNOSTIC INTÉGRÉ Fiche technique Impact sur la qualité de l’eau des effluents agricoles en Alpes du Nord Le Diagnostic Agri Environnemental est un outil informatique créé sous Excel. C’est un outil simple à utiliser, qui permet de visualiser en direct les résultats. L’objectif est de construire une réflexion commune avec l’exploitant au cours de la visite du technicien sur site et d’entamer la discussion. OBJECTIF DU DIAGNOSTIC A G R I E N V I R O N N E M E N TA L Le diagnostic permet de comparer pour une même exploitation un potentiel initial de risque de pollution avant prise en compte des pratiques de l’exploitant (situation géographique, taille du cheptel, surfaces disponibles,...) et un risque final après prise en compte des pratiques (mise aux normes, compostage,...). Un système de notation permet de mesurer l’importance du risque potentiel sur la qualité de l’eau en abordant 6 thèmes de fonctionnement d’une exploitation: les matières organiques, les effluents de fromageries, la conduite du troupeau, les pratiques culturales, l’utilisation de pesticides, les éléments naturels. 30 PROCÉDURE DE MISE EN OEUVRE DU DIAGNOSTIC EXPLICATION 36 questions renseignent automatiquement des indicateurs qui sont hiérarchisés entre eux et qui permettent de calculer une note finale de risques pour chacun des 6 thèmes abordés sur l’exploitation. Un fichier Excel lié permet de réaliser rapidement le bilan organique global de l’exploitation (effectifs animaux, surfaces,...) pour répondre à la première question. Les indicateurs permettent de renseigner soit l’état initial du risque potentiel de pollution, soit l’état final après action de l’exploitant. Organisation par thèmes Paramètres permettant de noter le risque initial de pollution AVANT la prise en compte des pratiques agricoles Paramètres permettant de noter le risque final de pollution APRÈS la prise en compte des pratiques agricoles Des coefficients de pondération permettent de hiérarchiser les indicateurs entre eux, en fonction de leur importance relative. Total sur 5: note finale de risque pour chaque thème (note de l’indicateur X coefficient de pondération / 5). 31 4 Page 1: REMPLIR L’IDENTIFIANT (coordonnées, date du diagnostic,...) 4 Page 2: RENSEIGNER Les 36 questions du diagnostic à l’aide des menus déroulants. Note: la note s’inscrit automatiquement en fonction de la réponse apportée. Les notes vont de 0 à 5; 5 étant la plus mauvaise (c’est à dire qui indique un risque élevé). 32 4 Page 3: VISUALISATION DE RÉSULTATS Chacun des 6 thèmes possède une note qui va de 0 à 5; 5 étant la plus mauvaise note et correspondant au risque le plus fort Les risques mesurés avant et après prise en compte de l’action de l’exploitant sont superposés sur le même graphique pour permettre une comparaison plus facile. Un graphique en toile d’araignée permet de visualiser facilement les points forts et points faibles de l’exploitation avant et après la prise en compte des pratiques de l’exploitant pour les 6 thèmes. Plus la surface est grande, plus les risques sont importants. Sensibilité avant prise en compte des pratiques Sensibilité après prise en compte des pratiques En revenant aux questions/réponses on peut faire changer en direct les paramètres et mettre en évidence des améliorations. 4 Page 4: COORDONNÉES Une dernière page permet de fournir les coordonnées des personnes ressources et/ou contacts. 33 DIAGNOSTICA INTEGRATA Diagnostica Agroambientale dell’Azienda Agricola: DIAGO Impatto sulla qualità dell’acqua degli effluenti agricoli nelle Alpi del Nord Obiettivo: : valutare in maniera semplice ed efficace i rischi potenziali di inquinamento dell'acqua di una azienda agricola delle Alpi del Nord Francia/Italia e proporre delle soluzioni tecniche e/o pratiche. CARATTERIZZAZIONE DELLE AZIENDE AGRICOLE DELLE ALPI DEL NORD FRANCIA/ITALIA Tabella comparativa dell'agricoltura in Alta Savoia, Savoia, Isère e Valle d'Aosta. Superficie totale del dipartimento (in ha) SAU (in ha) SAU/superficie totale (%) Aziende tipo Savoia 148 600 115 343 438 780 superficie foraggera/SAU (%) Numero di aziende agricole Alta Savoia 34 68 5 100 Strutture agricole produzione latte / trasformazione in formaggio Isère Valle d’Aosta 276 763 71 188 603 500 743 100 19 37 85 4 305 Raggruppamenti pastorali / Cooperative 34 8 800 Policultura allevamento Fonte Agreste 2000 / Tesi di laurea di Hélène Le Bas CA74 2004 SAU : Superficie Agricola Utilizzata L e aziende agricole delle Alpi del Nord sono essenzialmente orientate all’allevamento bovino da latte a vocazione lattiero - casearia: fabbricazione nell'azienda o in cooperativa. La produzione è finalizzata ai prodotti di qualità: DOC (Abondance, Reblochon, Beaufort, Fontina …), label, IGP (Toma), … Gli appezzamenti agricoli di queste aziende sono sovente frazionati e distanti dalla sede aziendale. La distanza, la topografia e le condizioni pedoclimatiche non permettono sempre l'accesso all'insieme delle superfici. 34 326 200 22 98 6 595 «Micro-agricoltura alimentare» con prevalenza di formaggio Per certe aziende, tutto o parte del patrimonio zootecnico è generalmente portato in alpeggio durante la stagione estiva: l'alpeggio diventa dunque un secondo centro aziendale e produttivo. Nelle zone pianeggianti delle vallate e pedemontane sono coltivati i cereali. Queste specificità legate alle aziende agricole delle Alpi Franco-Italiane del Nord implicano delle modalità di funzionamento e di gestione particolari. Lo strumento di diagnostica elaborato nell'ambito del presente studio ha preso in considerazione queste particolarità. L PRESENTAZIONE DELLA DIAGNOSTICA AGROAMBIENTALE DELL'AZIENDA AGRICOLA: DIAGO a diagnostica permette di confrontare per una stessa azienda il rischio potenziale iniziale di inquinamento, prima di aver preso in considerazione le pratiche dell'agricoltore (situazione geografica, dimensione del patrimonio zootecnico, superfici disponibili…) e il rischio finale, dopo aver modificato le pratiche attuate (messa a norma, compostaggio…). La diagnostica si presenta sotto forma di uno strumento informatico (tabella Excel). Un sistema di punteggio permette di misurare l'importanza del rischio potenziale sulla qualità dell'acqua, affrontando 6 temi, legati al funzionamento di un'azienda: 1. 2. 3. 4. 5. 6. la sostanza organica; gli effluenti caseari; le modalità di pascolo; le pratiche colturali; l'utilizzazione di pesticidi; gli elementi naturali. I 6 temi di entrata sono caratterizzati da una serie di indicatori gerarchizzati tra di loro, che devono essere rilevati con l'aiuto di domande poste nel corso dell’intervista all'agricoltore. In funzione delle risposte, un punteggio finale è attribuito ad ogni tema. Le domande poste durante la visita in azienda e durante la discussione, hanno 3 obiettivi: 0 IL CENSIMENTO DELLE POTENZIALI DI INQUINAMENTO SORGENTI 0 Gli effluenti organici animali : quantità, tipo… 0 I sottoprodotti della produzione del caseificio: il siero, il latticello. 0 Le acque usate: acque verdi (provenienti dal lavaggio dei locali di mungitura, zone di attesa), acque marroni (provenienti dalle aree di esercizio esterne), acque bianche (provenienti dal lavaggio delle mungitrici e delle casere). 0 IL CENSIMENTO DEI VINCOLI AMBIENTALI (LOCALIZZAZIONE DELL'AZIENDA, SITUAZIONE DELLE PARCELLE…) 0 Le superfici dell'azienda (superfici di prato, colture…): esse devono essere di dimensioni tali da assicurare una distribuzione corretta degli effluenti. 0 Situazione delle parcelle : altitudine, pendenza, esposizione, presenza di corsi d'acqua o di zone umide, tipo di suolo… 0 IL CENSIMENTO DELLE PRATICHE DEL- L’AGRICOLTORE Questa tappa permette di mettere in evidenza l'impatto (positivo o negativo) sull'ambiente, delle pratiche dell’agricoltore, a partire dalla situazione iniziale della sua azienda. 0 Le aziende agricole devono disporre di capacità di stoccaggio sufficienti per tutti gli effluenti (fosse, letamai…), ed evitare così gli spandimenti in cattive condizioni pedo-climatiche (inverno…). 0 Gli effluenti devono essere tutti recuperati e trattati (stoccaggio poi spandimento, ridistribuzione del siero agli animali, spandimento gravitazionale in alpeggio…). 0 Dosi, frequenze e parcelle dove è avvenuto lo spandimento. 0 Dei miglioramenti possono essere apportati grazie al compostaggio… 0 Gli eccedenti di letame/liquame devono essere asportati… 0 Delle zone tampone lungo i corsi d'acqua devono essere conservate e/o create. 0 Superfici o parcelle trattate con dei prodotti fitosanitari… I INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI risultati si visualizzano direttamente con l'aiuto di un grafico: questo grafico permette di reperire i punti forti/deboli dell'azienda. Il software permette di modificare i rischi facendo variare in «diretta» le pratiche dell’agricoltore e di proporre dunque delle soluzioni di trattamento e/o di miglioramento delle pratiche. 35 DIAGNOSTICA INTEGRATA Scheda tecnica Impatto sulla qualità dell'acqua degli effluenti agricoli nelle Alpi del Nord La diagnostica agroambientale è uno strumento informatico in Excel. E' uno strumento semplice da utilizzare che permette la visualizzazione in diretta dei risultati. L'obiettivo è di costruire una riflessione comune e cominciare una discussione con l'agricoltore in occasione della visita di un tecnico in azienda. OBBIETTIVO DELLA DIAGNOSTICA AGROAMBIENTALE La diagnostica permette di confrontare per una stessa azienda il rischio potenziale iniziale di inquinamento prima di aver preso in considerazione le pratiche dell'agricoltore (situazione geografica, la dimensione del patrimonio zootecnico, le superfici disponibili…) e il rischio finale dopo aver modificato le pratiche (messa a norma, compostaggio…). Un sistema di punteggio permette di misurare l'importanza del rischio potenziale sulla qualità dell'acqua, affrontando 6 temi di funzionamento di un'azienda: la sostanza organica, gli effluenti caseari, la conduzione dell'allevamento, le pratiche colturali, l'utilizzazione di pesticidi, gli elementi naturali. 36 PROCEDURA DI MESSA IN OPERA DELLA DIAGNOSTICA SPIEGAZIONE 36 domande forniscono automaticamente degli indicatori che sono gerarchizzati tra loro e che permettono di calcolare un punteggio finale di rischio per ciascuno dei 6 temi affrontati nell'azienda. Un foglio Excel collegato permette di realizzare rapidamente il bilancio organico globale dell'azienda (superfici, animali…) per rispondere alla prima domanda. Gli indicatori permettono di definire sia lo stato iniziale del rischio potenziale di inquinamento, sia lo stato finale dopo l'azione dell'agricoltore. Organizzazione Parametri che permettono di dare un per temi punteggio al rischio iniziale di inquinamento PRIMA di modificare le pratiche agricole Parametri che permettono di dare un punteggio al rischio finale di inquinamento DOPO aver modificato le pratiche agricole Il coefficiente di ponderazione: permette di gerarchizzare gli indicatori tra loro, in funzione della loro importanza relativa. Totale su 5: il punteggio finale di rischio (punteggio dell'indicatore X coefficiente di ponderazione/5). 37 4 Pagina 1: COMPILARE L'IDENTIFICATIVO (coordinate, data della diagnostica…) 4 Pagina 2: INFORMARE Le 36 domande della diagnostica aiutandosi con i menu a scorrimento. Nota: il punteggio si scrive automaticamente in funzione delle risposte date. Il punteggio va da 0 a 5; 5 è il punteggio peggiore (ovvero indica un rischio elevato) 38 4 Pagina 3: VISUALIZZAZIONE DEI RISULTATI Ognuno dei 6 temi possiede un punteggio che va da 0 a 5, essendo 5 il punteggio peggiore, corrispondente al rischio più alto. I rischi misurati prima e dopo la modifica dell'azione dell'agricoltore sono sovrapposti sullo stesso grafico per permettere un confronto più facile. Un grafico a ragnatela permette di visualizzare facilmente i punti forti e i punti deboli dell'azienda prima e dopo la modifica delle pratiche dell'agricoltore per i 6 temi. Più la superficie è grande più i rischi sono importanti. Sensibilità prima della modifica delle pratiche Sensibilità dopo la modifica delle pratiche Ritornando alle domande/risposte si può far cambiare in diretta i parametri e mettere in evidenza i miglioramenti. 4 Pagina 4: COORDINATE Un'ultima pagina permette di fornire le coordinate delle persone che forniscono i dati e/o dei contatti. 39 ÉPANDAGE GRAVITAIRE EN ALPAGE Une solution de traitement simple des eaux blanches en alpage L CONTEXTE DE L'ETUDE es exploitations agricoles des Alpes du Nord sont majoritairement de type bovin lait, avec une production laitière essentiellement destinée à la fabrication de fromages sous signes de qualité (AOC, …). Les productions fromagères fermières sont surtout concentrées dans les hautes vallées de montagne, où les exploitations montent généralement en alpage l'été: le site d'alpage correspond à un second site de production. Il a fallu trouver une solution de traitement pour les eaux blanches produites dans ces secteurs en tête de bassins versants: l'objectif est d'avoir un moyen de traitement facile à mettre en œuvre et peu coûteux pour ce site occupé seulement quelques mois dans l'année. RESULTATS L' abattement moyen de la charge polluante a été mesuré à différentes profondeurs dans le sol: la solution du sol a été prélevée à 30 cm, 50 cm et 80 cm de profondeur (figure 1). Le pouvoir épurateur des sols par infiltration gravitaire permet plus de 90% d'abattement de la charge polluante la première semaine (DCO), et entre 80 à 85% d'abattement la deuxième semaine (figure 2). D CO brute (g/L) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3 7 10 14 Nombre de jours Nombre de jours depuis le début de l’épandage de puis le début de l'épa nda ge DC O bbrute rute eaeaux ux b lanc hes DCO blanches DCO à 30 D CO ede au la dusolution sol à 30 cm d ecm p ro fond eu r DC O ede aula d usolution s ol à 50 cm decm pr ofo nd eur DCO à 50 E PRINCIPE n été, l'activité biologique du sol en alpage permet une bonne épuration des eaux blanches de fromageries à condition que la charge polluante de celles-ci soit limitée à la source (pas de rejet de lactosérum, ni de saumure). La période de fabrication à l'alpage ne dure que quelques mois par an, ce qui permet au sol de se reposer le reste de l'année. Les eaux blanches doivent toutes être regroupées en un point (regard). Cela concerne les eaux de lavage de la fromagerie mais également les eaux de lavage de la machine à traire. A partir de ce regard, un tuyau souple permet d'acheminer gravitairement les eaux sur le sol en aval de la fromagerie. Les eaux sont répandues directement à la surface du sol, à même la végétation. 40 17 à 80 DDCO CO ede au la du solution sol à 80 cm d ecm p ro fond eu r (figure 1) Évolution de la DCO (en g/l) au fur et à mesure des épandages à différentes profondeurs du sol 100% 80% 60% 40% 20% 0% 3 7 10 14 jours depuis le début l’épandage NNombre ombre dede j ours depuis le début de de l'épan dage 17 Abattement moyen à c30 de profondeur A battement moyen à 30 m cm de profondeur Abattement moyen à c50 de profondeur A battement moyen à 50 m cm de profondeur Abattement moyen à c80 de profondeur A battement moyen à 80 m cm de profondeur (figure 2) Abattement moyen de la DCO (en %) de la solution du sol des sites expérimentaux au fur et à mesure de l’épandage Une période d'épandage supérieure à 7-10 jours provoque une saturation du sol (formation de flaques en surface, augmentation de la DCO des eaux du sol) et un stress de la prairie (jaunissement de la végétation). REGLES A RESPECTER 0 Limiter la charge polluante à la source: ne pas rejeter le lactosérum ou la saumure. 0 Bien doser les lessives utilisées lors du nettoyage de l'atelier. 0 Epandre à 35 mètres au moins des cours d'eau. 0 N'épandre que sur des sols suffisamment profonds. 0 Déplacer fréquemment le tuyau (au moins toutes les semaines/10 jours) selon la nature du sol. 0 Respecter une période de repos suffisante d'au moins 2 ans entre deux périodes d'épandage sur une même surface pour permettre au sol de se régénérer et à la végétation d'assimiler les éléments apportés par les eaux blanches. 0 Ne pas fertiliser les surfaces d'épandage des eaux blanches par l'apport de lisier, fumier ou engrais minéraux supplémentaires. 0 Ne remettre en pâture les animaux que trois semaines après l'arrêt de l'épandage. C CONCLUSION ompte tenu des types de sol rencontrés dans les Alpes du Nord, le système est potentiellement applicable à tous les alpages 0 Surveiller l'acidification du sol, l'accumulation laitiers en fabrication fromagère fermière. du phosphore et d'azote (si nécessaire, chauler). Ce système est facile à mettre en œuvre et peu coûteux, ce qui permet de faciliter l'inci- 0 Surveiller les signes de jaunissement de la tation des exploitants pour l'installer, et végétation ou de colmatage du sol (apparition participer au maintien de la qualité des milieux naturels de montagne. de flaques). 41 ÉPANDAGE GRAVITAIRE EN ALPAGE Fiche technique Les “eaux blanches” sont les effluents issus du lavage de la fromagerie et du matériel de traite: ce sont des eaux comprenant des résidus de lait, de lactosérum, et de produits de lavage. En moyenne, les ateliers fromagers fermiers rejettent quotidiennement entre 100 à 1000 litres d’eaux blanches. En alpage, l’épandage gravitaire de ces effluents semble une solution intéressante, peu coûteuse et facile à mettre en oeuvre, qui permet d’épurer les eaux blanches tout en préservant la fonction productrice de la prairie. Pourquoi? Parce que le climat pendant la saison d’alpage est propice à une forte activité biologique des sols qui permet une bonne dégradation de l’effluent. Parce que d’importantes surfaces de prairies permanentes sont souvent disponibles autour des ateliers d’alpages. Parce que l’investissement pour l’épandage gravitaire est compatible avec la réalité économique de l’alpage. pour préserver la qualité de la prairie, ni le lactosérum, 0 Mais ni la saumure ne doivent être épandus. 42 SYSTEME D’EPANDAGE RETENU ý ATTENTION! Le lactosérum est corrosif ý Utiliser des matérieux inertes tels que l’inox, le plastique ou le caoutchouc ý Eviter l’acier galvanisé 43 E PA N D A G E G R A V I TA I R E En sortie d’atelier fromager, les eaux blanches sont dirigées vers un tuyau souple qui les conduit, par gravité, jusqu’à une prairie située en contrebas de la fromagerie. Le tuyau d’épandage doit être régulièrement déplacé pour éviter de saturer le sol. Règles à respecter impérativement pour épurer les eaux blanches £ Ne pas rejeter dans les eaux blanches le lactosérum ou la saumure. £ Ne pas surdoser les lessives utilisées lors du nettoyage de l’atelier. £ Epandre à 35 mètres au moins des cours d’eau. £ N’épandre que sur des sols suffisamment profonds. £ Déplacer fréquemment le tuyau (au moins 1 fois/semaine) selon la nature du sol. £ Respecter une période de repos suffisante entre deux périodes d’épandage sur une même surface (2 ans) pour permettre au sol de se regénérer et à la végétation d’assimiler les éléments apportés par les eaux blanches. £ Ne pas fertiliser les surfaces d’épandage des eaux blanches par l’apport de liser, fumier ou engrais minéraux. £ Attendre trois semaines avant de faire pâturer le secteur épandu. £ Surveiller l’acidification du sol, l’accumulation du phosphore et d’azote (si nécessaire, chauler). Pour tous renseignements, contactez votre Conseiller de secteur ou le Service Agro-Environnement d’Alliance Conseil. 44 E VO LU T I O N D E L A C A PA C I T E E P U R ATO I R E D U S O L FILTRATION La qualité de l’épuration par le sol des eaux blanches est fonction de la fréquence de déplacement du tuyau d’épandage. Plus le sol est argileux, plus des signes de saturation peuvent apparaître rapidement. Savoir repérer les premiers signes de saturation du sol permet d’adapter la fréquence de déplacement du tuyau d’épandage. Apparition de flaques permanentes d’eaux blanches en surface Jaunissement de la végétation dû: ù aux agents tensio-actifs des détergents contenus dans les eaux blanches; ù à l’asphixie des racines noyées dans les eaux blanches. EVOLUTION DU SOL A LONG TERME L’épandage des eaux blanches acidifie le sol et l’enrichit en azote et phosphore. Pour préserver l’équilibre du sol, il faut donc éviter d’épandre trop longtemps (> 1 semaine) sur une même surface et respecter un long temps de repos (2 ans) avant de recommencer un épandage sur une même surface. 45 SPANDIMENTO GRAVITAZIONALE IN ALPEGGIO Una soluzione di trattamento semplice delle acque bianche in alpeggio L CONTESTO DI STUDIO e aziende agricole delle Alpi del Nord sono per lo più di tipo bovino da latte, con una produzione di latte essenzialmente destinata alla fabbricazione di formaggi di qualità (DOC…). Le produzioni di formaggio in azienda sono soprattutto concentrate nelle alte vallate di montagna, dove generalmente le aziende portano il bestiame in alpeggio d'estate: l'alpeggio corrisponde a un secondo sito di produzione. Si è dovuta cercare una soluzione di trattamento per le acque bianche prodotte in questi settori in testa ai bacini idrografici: l'obiettivo è trovare una tecnica di trattamento facile da realizzare e poco costosa per questo sito occupato solamente pochi mesi all'anno. RISULTATI L' abbattimento medio della carica inquinante è stato misurato a diverse profondità nel suolo: la soluzione circolante è stata prelevata a 30 cm, 50 cm e 80 cm di profondità (figura 1). Il potere depurante dei suoli per infiltrazione gravitazionale permette un abbattimento di più del 90% della carica inquinante durante la prima settimana (COD), e tra l'80-85% di abbattimento durante la seconda settimana (figura 2). . COD D CO brute (g/L) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 7 10 14 Numero di giorni dall’inizio Nombre de jours dello spandimento de puis le début de l'épa nda ge 3 DC O bacque rute ea ux b lanc hes COD bianche COD D CO edella au dusoluzione sol à 30 cmad30 e pcm ro fond eu r COD 50prcm DC O edella au d usoluzione s ol à 50 cma de ofo nd eur D PRINCIPIO urante l'estate, l'attività biologica del suolo in alpeggio permette una buona depurazione delle acque bianche di caseificio a condizione che la carica inquinante di queste ultime sia limitata alla fonte (senza resti di siero, né di salamoia). Il periodo di produzione in alpeggio dura solamente qualche mese all'anno e ciò permette al suolo di riposarsi durante il restante periodo. Le acque bianche devono essere tutte raggruppate in un punto (punto di ispezione). Questo concerne le acque di lavaggio del caseificio ma pure le acque di lavaggio della mungitrice. A partire da questo punto di ispezione, un tubo flessibile permette di trasportare per gravità le acque sul suolo a valle del caseificio. Le acque vengono sparse direttamente alla superficie del suolo, sulla vegetazione. 46 17 DCOD CO edella au dusoluzione sol à 80 cmad80 e pcm ro fond eu r (figura 1) Evoluzione della COD (in g/l) durante gli spandimenti a diverse profondità del suolo 100% 80% 60% 40% 20% 0% 3 7 10 14 N ombre dedi j ours depuis le début de l'épan dage Numero giorni dall’inizio dello spandimento 17 A battement moyen à 30ac 30 m de profondeur Abbattimento medio cm di profondità Abbattimento medio cm di profondità A battement moyen à 50ac 50 m de profondeur A battement moyen à 80ac 80 m de profondeur Abbattimento medio cm di profondità (figura 2) Abbattimento medio della COD (in %) della soluzione circolante dei siti sperimentali durante lo spandimento Un periodo di spandimento superiore a 7-10 giorni provoca una saturazione del suolo (formazione di pozzanghere in superficie, aumento della COD delle acque di suolo) e uno stress del prato (ingiallimento dell'erba). REGOLE DA RISPETTARE 0 Limitare la carica inquinante alla fonte: non buttare il siero o la salamoia. 0 Dosare bene i detergenti utilizzati durante la pulitura dei locali di lavorazione. 0 Spandere ad almeno 35 metri di distanza dai corsi d'acqua. 0 Spandere solo su suoli sufficientemente profondi. 0 Spostare frequentemente il tubo (almeno ogni settimana/ 10 giorni) a seconda della natura del terreno. 0 Rispettare un periodo di riposo sufficiente di almeno 2 anni tra due periodi di spandimento su di una stessa superficie per permettere al suolo di rigenerarsi e alla vegetazione di assimilare gli elementi apportati dalle acque bianche. 0 Non fertilizzare le superfici di spandimento delle acque bianche attraverso lo spandimento di letame, liquame o concimi minerali supplementari. 0 Rimettere al pascolo gli animali solo dopo tre settimane dalla fine dello spandimento. T CONCLUSIONE enuto conto dei tipi di suolo presenti nelle Alpi del Nord, il sistema è potenzialmente applicabile a tutti gli alpeggi che 0 Sorvegliare l'acidificazione del suolo, l'accumulo producono latte. di fosforo e di azoto (se necessario, calcitare). Questo sistema è facile da realizzare e poco costoso: ciò permette di facilitarne l'adozio0 Sorvegliare i segni di ingiallimento della vege- ne da parte degli agricoltori e di partecipare tazione o di saturazione del suolo (comparsa al mantenimento della qualità degli ambiendi pozzanghere). ti naturali di montagna. 47 SPANDIMENTO GRAVITAZIONALE IN ALPEGGIO Scheda tecnica Le acque bianche sono gli effluenti derivanti dal lavaggio del caseificio e degli strumenti per la lavorazione: sono acque che comprendono residui di latte, siero e prodotti di lavaggio. Mediamente i caseifici aziendali rilasciano quotidianamente tra 100 e 1000 litri di acque bianche. In alpeggio lo spandimento gravitazionale di questi effluenti sembra una soluzione interessante, poco costosa e facile da realizzare, che permette di depurare le acque bianche mantenendo la funzione produttrice dei prati. Perché? Perché il clima durante la stagione di alpeggio è favorevole ad una forte attività biologica dei suoli permettendo così una buona degradazione dell'effluente. Perché ampie superfici di pascolo permanente sono spesso disponibili intorno ai caseifici d'alpeggio. Perché l'investimento per lo spandimento gravitazionale è compatibile con la realtà economica dell'alpeggio. per preservare la qualità dei prati, non devono essere 0 Ma, sparsi né il siero, né la salamoia. 48 SISTEMA DI SPANDIMENTO CONSIDERATO ý ATTENZIONE! Il siero è corrosivo ý Utilizzare dei materiali inerti quali l'inox, la plastica e la gomma ý Evitare l'acciaio galvanizzato 49 SPANDIMENTO GRAVITAZIONALE All'uscita del caseificio, le acque bianche sono dirette verso un tubo flessibile che le conduce, per gravità, fino ad un pascolo situato a valle del caseificio. Il tubo di spandimento deve essere regolarmente spostato per evitare di saturare il suolo. Regole da rispettare imperativamente per depurare le acque bianche £ Non gettare nelle acque bianche il siero o la salamoia. £ Non sovradosare i prodotti detergenti utilizzati per la pulizia della sala di lavorazione. £ Spandere ad almeno 35 m di distanza dai corsi d'acqua. £ Spandere solo su suoli sufficientemente profondi. £ Spostare frequentemente il tubo (almeno 1 volta/settimana) a seconda della natura del suolo. £ Rispettare un periodo di riposo sufficiente tra due periodi di spandimento su una stessa superficie (2 anni) per permettere al suolo di rigenerarsi e alla vegetazione di assimilare gli elementi apportati dalle acque bianche. £ Non fertilizzare le superfici di spandimento delle acqua bianche attraverso l'apporto di liquame, letame o concimi minerali. £ Attendere 3 settimane prima di pascolare nell'area di spandimento. £ Sorvegliare l'acidificazione del suolo, l'accumulo di fosforo e azoto (se necessario, calcitare). Per maggiori informazioni, contattare il proprio Conseiller de secteur o il Service Agro-Environnemental di Alliance Conseil. 50 EVOLUZIONE DELLA CAPACITÀ D E P U R AT I VA D E L S U O LO FILTRAZIONE La qualità di depurazione delle acque bianche da parte del suolo è funzione della frequenza di spostamento del tubo di spandimento. Più il suolo è argilloso, più rapidamente possono apparire dei segni di saturazione. Saper individuare i primi segni di saturazione del suolo permette di adattare la frequenza di spostamento del tubo di spandimento. Apparizione in superficie di pozze permanenti di acque bianche Ingiallimento della vegetazione dovuto: ù agli agenti tensioattivi dei detergenti contenuti nelle acque bianche; ù all’asfissia delle radici annegate nelle acque bianche. EVOLUZIONE DEL SUOLO SUL LUNGO PERIODO Lo spandimento delle acque bianche acidifica il suolo e l'arricchisce di azoto e fosforo. Per preservare l'equilibrio del suolo, è necessario evitare di spandere per periodi troppo lunghi (>1 settimana) su una stessa superficie e rispettare un lungo periodo di riposo (2 anni) prima di ricominciare lo spandimento su di una stessa superficie). 51 TRAITEMENT DES LISIERS BOVINS PAR MICRO-AÉRATION La «micro-aération» mécanique a été développée pour diminuer les odeurs du lisier lors des épandages, elle permet également d’homogénéiser la masse de lisier C e système est très bien adapté à l'agriculture Les autres techniques possibles sont: de montagne: 0 la séparation du lisier en deux phases : l'une solide, l'autre liquide. 0 prairie permanente; Cette technique qui diminue d'environ 10% le 0 relief le plus souvent en pente. volume du liquide n'a pas d'effet désodorisant, donc n'apporte pas de solution miracle et crée des investissements supplémentaires: Au cours de son stockage, le lisier subit une une deuxième fosse pour stocker le liquide dégradation de la matière organique qui produit après séparation et une plate-forme pour le des gaz nauséabonds qui se dispersent dans l'atsolide; mosphère lors de l'épandage. Dans une région en augmentation où la population est très importante, et où l'activité touristique estivale est l'un des piliers du développement local, les nuisances olfactives occasionnées par des épandages de lisier sont ressenties comme une contrainte. La loi sur l'eau a diminué de façon importante les surfaces d'épandage et encore augmenté les difficultés pour épandre le lisier. Pour ces raisons, un important travail sur les techniques de désodorisation des lisiers a été conduit ces dernières années dans le cadre d'Interreg II/III France/Italie. Après une étude bibliographique, une expérimentation avait été mise en place pour vérifier l'efficacité des principales techniques. La technique retenue avait été la micro-aération du lisier. 52 0 le compostage avec des déchets verts, techni- que très performante en terme de désodorisation, n'est possible qu'uniquement s'il y a des déchets verts à traiter. Cette technique ne va concerner qu'un nombre très restreint d'agriculteurs. L'objet de cette étude est d'optimiser la technique de micro-aération, à savoir: PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT I définir le nombre de séquences journalières ncorporer de l'air en fines bulles dans un flux de lisier. et la durée des séquences d'aération; Deux techniques sont possibles: 0 définir les débits d'air exprimés en litre d'air - les pompes aératrices; minute. Cependant, la taille des bulles est - les brasseurs aérateurs. beaucoup plus importante que le débit d'air minute; 0 donner un avis technique sur les matériels à EPANDAGE utiliser. n peut diminuer les odeurs au moment de Et cela, en conservant au lisier sa valeur fertilil'épandage par différentes techniques: sante en limitant la perte d'azote pendant la phase de traitement. 0 par l'enfouissement par le labour, technique inadaptée en secteur de montagne où les prairies ne sont jamais labourée; 0 O 0 par injection directe dans le sol, technique qui demande du matériel difficilement adaptable en région de montagne à cause du relief. La brûlure de végétation le long des sillons d'injection du lisier dégrade la flore de la prairie et favorise le développement des rumex.; 0 par utilisation de buses de répartition «ras du sol». Dans le commerce, il existe des buses qui permettent d'épandre le lisier avec un jet qui ne dépasse pas 1,20 m à 1,50 m de hauteur; elles diminuent la prise au vent et évitent que les odeurs se dispersent sur plusieurs kilomètres. 53 TRAITEMENT DES LISIERS BOVINS PAR MICRO-AERATION Fiche technique Dans un secteur de montagne très urbanisé où il n’y a que des prairies permanentes, les exploitations vaches laitières en système lisier sont très bien adaptées au milieu. Un matériel adapté permet l’épandage sur les parcelles en pente; on peut supprimer la fertilisation minérale tout en maintenant la qualité agronomique des sols. Cependant, compte tenu de la législation en vigueur sur les distances d’interdiction d’épandages, il a fallu trouver des solutions pour diminuer les odeurs. La micro-aération est une solution bien adaptée pour le département, aussi bien en terme d’investissement de départ que de coût de fonctionnement. Distance minimum d’épandage par rapport aux habitations Fumier non enfouis Fumier composté ou enfouis (24h) Lisier et purin (bovin) non désodorisé et non enfouis Lisier et purin avec traitement atténuant les odeurs (bovin) non enfouis Lisier et purin enfouis dans les 12 heures après épandage (bovin) Lisier et purin avec injection directe dans le sol (bovin) - de 40 VL de 40 à 80 VL + de 80 VL 0 ou 100 m* 25 m 100 m 0m 0m 0m 0m 50 m 100 m 0m 25 m 50 m 0m 25 m 50 m 0m 10 m 10 m * RSP: - Fumier non enfouis prairie ou enfouis culture = 0 m - Non enfouis culture = 100 m 54 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT La «micro-aération» mécanique a été développée par les agriculteurs biologiques en Suisse. Le procédé consiste à envoyer de l’air en petites quantités, avec de toutes petites bulles en très grand nombre, dans le lisier tout en le brassant avec une pompe ou avec un brasseur. L’air injecté en micro bulles favorise le développement des bactéries aérobies au détriment des bactéries anaérobies qui produisent les gaz nauséabonds. Les bactéries aérobies dégradent la cellulose, entraînant une diminution de la matière sèche, donc une liquéfaction du lisier. La liquèfaction du lisier facilite le pompage, permet d’avoir un épandage plus régulier ainsi qu’un meilleur transfert des déjections liquides vers le sol. RÉSULTATS £ Diminution de la matière sèche du lisier de 1 à 3 points selon la durée du traitement; le lisier coule sur la végétation et ne colle pas, permettant la pâture 3 semaines après l’épandage. £ Diminution du pourcentage d’azote de 10 à 20 % de l’azote total. £ Diminution: £ des odeurs au moment de l’épandage qui peut aller jusqu’à zéro odeur; £ de la rémanence des odeurs: en général, 24 heures après épandage, les odeurs ont disparu. £ Suppression de la brûlure de la végétation: l’azote ammoniacal provoque en période sèche des brûlures sur la végétation. 55 Les pompes aératrices Un seul système d’aération: £ aspiration d’air par dépression basée sur le phénomène Venturi. Pompe immergée Débit d’air de 10 à 300 litres d’air/minute Pompe extérieure Débit d’air de 10 à 2000 litres d’air/minute Ces différents systèmes ne fonctionnent pas de la même façon, mais aboutissent au même résultat, c’est à dire incorporer de l’air dans un flux de lisier. La création d’un courant de lisier dans la fosse permet de l’homogénéiser. Le simple fait de brasser le lisier ne l’aère pas. Les brasseurs aérateurs Deux systèmes d’aération: £ le premier: turbine d’aspiration d’air fixée sur l’arbre du moteur; débit d’air faible de 50 à 500 litres/minute. Système peu performant, sauf pour un constructeur! £ Le deuxième: compresseur ou pompe à air avec diffuseur de fines bulles; débit d’air de 100 à 1000 litres/minute. Système performant. Moteur non immergé 56 Moteur immergé CONSEIL D’UTILISATION La pratique de la micro-aération nécessite une régularité dans les temps de brassage: l’installation doit obligatoirement être équipée d’un boîtier électrique muni d’une minuterie réglable minute par minute. Pour assurer le succès de l’aération par intervalle, la totalité du lisier à aérer doit passer par l’aérateur lors des phases de fonctionnement. La durée d’utilisation dépend de la forme et de la dimension de la fosse ainsi que du volume réel de lisier à traiter. Conseils d’utilisation proposés à la suite de test Type de fosse Fosse circulaire Fosse rectangulaire Fosse slalom Fosse bateau Volume de fosse Temps de Fréquence brassage: de brassage: unitaire toutes les de 300 à 1000 m3 de 150 à 300 m3 4 à 8 min 3 min 2h 2h 500 m3 10 min 2h 450 m3 900 m3 10 à 30 min 4h 1000 m3 10 min 2h Conseils donnés à titre indicatif Matériel recommandé Brasseur aérateur 7,5 à 11 Kw Brasseur aérateur 5,5 Kw Brasseur aérateur 11 Kw Brasseur aérateur 7,5 à 11 Kw Brasseur aérateur 11 à 15 Kw Brasseur aérateur 11 à 15 Kw £ Les fosses circulaires et rectangulaires doivent être équipées d’un brasseur de puissance suffisante pour homogénéiser toute la fosse; £ dans une fosse slalom, des résultats satisfaisants ont été obtenus avec six brassages par jour. £ le débit d’air est ajusté de façon à obtenir de 1 à 3 cm de mousse en surface. Si la mousse augmen- te, il faut diminuer le débit d’air ou diminuer le temps de brassage et/ou la fréquence de brassage; £ dans les fosses «bateau», il faut que le brasseur soit situé à 1/3 de la fosse dans le sens de la longueur et que l’on puisse régler son inclinaison en fonction du remplissage. Pour obtenir une bonne aération, plusieurs facteurs sont à prendre en compte 1) 2) 3) 4) La durée du traitement (6 semaines avant épandage); la fréquence d’aération (nombre de cycles d’aération: 6 à 12 fois par jour); le temps d’aération par période (3 à 30 min); les quantités d’air injectées (30 à 1000 l/min) dépendent de la taille des bulles (plus les bulles sont petites, moins on a besoin d’air); 5) le fait que par faible température, les bactéries aérobies ne se développent pas: le brassage journalier est suffisant. 57 TRATTAMENTO DEI LIQUAMI BOVINI PER MICRO-AERAZIONE La micro-aerazione meccanica è stata sviluppata per diminuire gli odori del liquame durante lo spandimento e allo stesso tempo omogeneizzarne la massa Q uesto sistema si adatta molto bene all'agri- Le altre tecniche possibili sono: coltura di montagna, che è caratterizzata da: 0 la separazione del liquame in due parti: una solida, l'altra liquida. 0 prato permanente, Questa tecnica che fa diminuire all'incirca del 0 pendii ripidi. 10% il volume del liquido non ha effetti deodoranti, dunque non porta a soluzioni miracolose e crea peraltro degli investimenti suppleDurante lo stoccaggio, il liquame subisce una mentari: una seconda fossa per stoccare il degradazione della sostanza organica che produce liquido dopo la separazione e una piattaforma dei gas nauseabondi che si disperdono nell'atmoper il solido; sfera durante lo spandimento. In una regione in crescita, dove c'è un'alta densità di popolazione e dove l'attività turistica estiva è uno dei pilastri dello sviluppo locale, i problemi olfattivi causati dagli spandimenti sono visti come un limite. La legge sull'acqua ha diminuito di molto le superfici di spandimento e ha aumentato ulteriormente le difficoltà per lo spandimento del liquame. Per queste ragioni, un rilevante lavoro sulle tecniche di deodorizzazione dei liquami è stato condotto negli ultimi anni nel quadro di Interreg II/III Francia / Italia. Dopo uno studio bibliografico, era stata attuata una sperimentazione per verificare l'efficienza delle principali tecniche. La metodologia presa in considerazione era stata la micro-aerazione del liquame. 58 0 il compostaggio con scarti vegetali. Tecnica molto efficace per quanto riguarda la deodorazione, ma utilizzabile solo in presenza di scarti vegetali da poter utilizzare. Questa tecnica è dunque utilizzabile solo da un numero limitato di agricoltori. Lo scopo di questo studio è quello di ottimizzare la tecnica della micro-aerazione, in pratica: I PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO definire il numero di sequenze giornaliere ncorporare dell'aria in piccole bolle in un flusso di delle sequenze di aerazione; liquame. 0 definire la quantità d'aria, espressa in litri al Due tecniche sono possibili minuto, tenendo conto del fatto che la gran- - le pompe aeratrici; dezza delle bolle è molto più importante - gli agitatori aeratori. della quantità d'aria al minuto; 0 dare un parere tecnico sui materiali da utilizSPANDIMENTO zare. l fine di diminuire gli odori nella fase dello Tutto questo, cercando di mantenere inalterato il spandimento, possono essere utilizzate valore fertilizzante del liquame e cercando di diverse tecniche: limitare la perdita d'azoto durante la fase di trattamento. 0 l'interramento con l'aratura, tecnica inadatta nelle aree di montagna dove i prati non sono mai arati; 0 A 0 l'iniezione diretta nel suolo, tecnica che richiede attrezzature difficilmente adattabili in regioni di montagna a causa della topografia. La bruciatura della vegetazione lungo le linee di iniezione del liquame degrada la flora dei prati e favorisce lo sviluppo dei romici; 0 l'utilizzazione di ugelli di ripartizione «raso suolo». In commercio, esistono degli ugelli che permettono di spandere il liquame con un getto che non supera 1,20 m/1,50 m di altezza; essi diminuiscono l'effetto del vento ed evitano che gli odori si disperdano su diversi chilometri. 59 TRATTAMENTO DEI LIQUAMI BOVINI PER MICRO-AERAZIONE Scheda tecnica In un settore di montagna molto urbanizzato dove ci sono solo prati permanenti, gli allevamenti di vacche da latte con produzione di liquami si adattano molto bene al territorio. Delle attrezzature opportune permettono lo spandimento sugli appezzamenti acclivi; è dunque possibile eliminare la fertilizzazione minerale mantenendo la qualità agronomica dei suoli. Ciò nonostante, tenendo in considerazione la legislazione in vigore relativamente alle distanze di divieto di spandimento, è stato necessario trovare delle soluzioni per ridurre gli odori. La micro-aerazione è una soluzione che si adatta bene alla regione, sia in termini di investimento iniziale, sia di costo di funzionamento. Distanza minima dello spandimento rispetto alle abitazioni Letame non interrato Letame compostato o interrato (24h) Liquame e colaticcio (bovino) non deodorizzato e non interrato Liquame e colaticcio con trattamenti attenuanti gli odori (bovini) e non interrati Liquame e colaticcio interrati nelle 12 ore successive allo spandimento (bovino) Liquame e colaticcio con iniezione diretta nel suolo (bovino) - di 40 VL da 40 a 80 VL + di 80 VL 0 o 100 m* 25 m 100 m 0m 0m 0m 0m 50 m 100 m 0m 25 m 50 m 0m 25 m 50 m 0m 10 m 10 m * Rispettivamente: - Letame non interrato su prato o interrato su coltura = 0 m 60 - Non interrato su coltura = 100 m PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO La micro-aerazione meccanica è stata sviluppata dagli agricoltori biologici svizzeri. Il processo consiste nell'inviare aria in piccole quantità, con molte piccole bolle, nel liquame miscelando con una pompa o un agitatore. L'aria iniettata in micro bolle favorisce lo sviluppo dei batteri aerobici a scapito di quelli anaerobici che producono i gas nauseabondi. I batteri aerobici degradano la cellulosa, portando alla diminuzione della sostanza secca, con una conseguente liquefazione del liquame. La liquefazione del liquame favorisce il pompaggio, permette di avere uno spandimento più regolare e un miglior trasporto delle deiezioni liquide verso il suolo. RISULTATI £ Diminuzione della sostanza secca del liquame da 1 a 3 punti a seconda della durata del trattamento; il liquame cola sulla vegetazione e non si incolla, permettendo così il pascolo dopo 3 settimane dallo spandimento. £ Diminuzione della percentuale di azoto dal 10 al 20 % dell'azoto totale. £ Diminuzione: £ degli odori al momento dello spandimento, fino ad arrivare a zero; £ della persistenza degli odori: generalmente, 24 ore dopo lo spandimento, gli odori scompaiono. £ Eliminazione delle bruciature della vegetazione: l'azoto ammoniacale provoca nei periodi secchi delle bruciature sulla vegetazione. 61 Le pompe aeratrici Un solo sistema di aerazione: £ aspirazione d’aria per depressione basata sul fenomeno di Venturi. Arrivo dell’ar ia Braccio di sostegno Livello del liquame Tubo di aspirazione d’aria Corpo della pompa Liquame Liq u am e Motore Pompa Flusso del liquame Tubo di aspirazione Tubo di allontanamento Flusso del liquame Pompa sommersa Pompa esterna Flusso d’aria da 10 a 2000 litri d’aria/minuto Flusso d’aria da 10 a 300 litri d’aria/minuto Questi diversi sistemi non funzionano nello stesso modo, ma raggiungono lo stesso risultato, ovvero incorporare dell'aria in un flusso di liquame. La creazione di un flusso di liquame nella fossa permette di omogeneizzarlo. Il semplice fatto di miscelare il liquame non porta aerazione. Gli agitatori aeratori Due sistemi di aerazione: £ Il primo: turbina d'aspirazione d'aria fissata sull'albero del motore; flusso d'aria debole da 50 a 500 litri/minuto. Sistema poco efficace, tranne che per un costruttore! £ Il secondo: compressore o pompa ad aria con diffusore di bolle fini; flusso d'aria da 100 a 1000 litri/minuto. Sistema efficace. Tubo d’aria Scatola di areazione Motore Arrivo dell’aria Flusso di liquame Eliche Livello del liquame Turbina Depressione (fenomeno di Venturi) Motore non sommerso 62 Motore sommerso CONSIGLI D’UTILIZZO La pratica della micro-aerazione richiede una regolarità nei tempi di miscelazione: l'installazione deve obbligatoriamente essere munita di un quadro elettrico munito di un temporizzatore. Per assicurare il successo dell'aerazione discontinua, la totalità del liquame da aerare deve passare nell'aeratore nel corso delle fasi di funzionamento. La durata di utilizzazione dipende dalla forma e dalla dimensione della fossa così come dal volume reale del liquame da trattare. Consigli di utilizzo proposti a seguito di test Tipo di fossa Fossa circolare Fossa rettangolare Fossa slalom Scoline a tracimazione Volume della fossa Tempo di Frequenza di mescolamento mescolamento unitario ogni da 300 a 1000 m3 da 150 a 300 m3 4 - 8 min 3 min 2h 2h 500 m3 10 min 2h 450 m3 900 m3 10 30 min 4h 1000 m3 10 min 2h Consigli dati a titolo indicativo Materiale consigliato Agitatore aeratore 7,5 - 11 Kw Agitatore aeratore 5,5 Kw Agitatore aeratore 11 Kw Agitatore aeratore 7,5 - 11 Kw Agitatore aeratore 11 - 15 Kw Agitatore aeratore 11 - 15 Kw £ Le fosse circolari e rettangolari devono essere equipaggiate con un agitatore di potenza sufficiente per omogeneizzare tutta la fossa; £ in una fossa slalom, dei risultati soddisfacenti sono stati ottenuti con 6 miscelazioni al giorno; £ il flusso d'aria è regolato in modo da ottenere da 1 a 3 cm di schiuma in superficie. Se la schiuma aumenta, è necessario diminuire il flusso d'aria o diminuire il tempo di miscelazione e/o la frequenza di miscelazione; £ nelle scoline a tracimazione, è necessario che l'agitatore sia situato ad 1/3 della fossa nel senso della lunghezza e che si possa variare l'inclinazione in funzione del riempimento. Per ottenere una buona aerazione bisogna tenere in considerazione numerosi fattori La durata del trattamento (6 settimane prima dello spandimento); la frequenza d'aerazione (numero di cicli di aerazione: da 6 a 12 volte al giorno); il tempo di aerazione per periodo (da 3 a 30 min); le quantità d'aria iniettata (da 30 a 1000 l/min) a seconda della dimensione delle bolle (più le bolle sono piccole, meno aria è necessaria); 5) il fatto che con temperature basse i batteri aerobici non si sviluppano: una miscelazione giornaliera è sufficiente per evitare che la fossa sedimenti. 1) 2) 3) 4) 63 A cura dell’Assessorato Agricoltura, Risorse naturali e Protezione civile Réalisé par l’Assessorat de l’Agriculture, des Ressources naturelles et de la Protection civile Anno 2005 - Année 2005 On remercie pour la collaboration Si ringraziano per la collaborazione Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente (ARPA) Edoardo CREMONESE Claudio FREZET Assessorato Agricoltura, Risorse naturali e Protezione civile Nathalie BÉTEMPS Gilberto DOMAINE Emanuela GAIDA Cristina GALLIANI Centro Sviluppo S.p.A. Federico MOLINO Dipartimento di Valorizzazione e Protezione delle Risorse Agroforestali (DIVAPRA), Università di Torino Roberto AMBROSOLI Roberta GORRA Fabrizia VIETTO Ermanno ZANINI Institut Agricole Régional (IAR) Diego ARLIAN Mauro BASSIGNANA Cristina TARELLO Chambre d'Agriculture de Haute-Savoie Xavier FOLLIET Laurent TORNIER Alliance Conseil 74 Stéphanie LACHAVANNE Institut National de Recherche Agronomique - SUACI GIS Alpes du Nord Dominique TREVISAN Union Européenne FEDER Unione Europea FESR Stato Italiano État Italien Région Autonome Vallée d’Aoste Regione Autonoma Valle d’Aosta