La crescita di Ulva è in relazione con la disponibilità di azoto

1. Eutrofizzazione della Sacca di Goro: cause, effetti e possibile utilizzo delle biomasse macroalgali Pierluigi Viaroli & Mariachiara Naldi Dipartimento di Scienze Ambientali Università di Parma

2. La crescita di Ulva è in relazione con la disponibilità di azoto Ulva azoto

3. 1991 1992 1994 1997 fioriture macroalgali nella tarda primavera Ulva Gracilaria

4. La decomposizione delle biomasse macroalgali causa anossia ossigeno fosforo Ossigeno disciolto (% saturazione) Fosforo reattivo solubile (mM) anno

5. Le crisi distrofiche (1992)

6. Colonna d’acqua Nutrienti (P, N, Si) Fito- plancton Rigenerazione Nutrienti disciolti (P, N, Si) Detrito organico Ossigeno disciolto pellet fecali Sedimento

7. Bt (g m-2) x = giorni Quando e come raccogliere le alghe tasso di crescita medio = 3% per giorno + 15 g m-2 Biomassa di Ulva (g m-2) come peso secco + 3 g m-2 Giorni dal 01.01.1997

8. Raccolta delle macroalghe: • cosa fare con le biomasse? • discarica • fertilizzante • carta “verde” • biocarburanti • biogas

9. Il progetto SEA-R: Digestione Anaerobica e produzione di biogas http://www.biogas-info.co.uk

10. Composizione media del biogas

11. Composizione di Ulva spp.

12. Valori minimi, massimi, mediani e medi del contenuto di carbonio, azoto, fosforo, ceneri e di alcuni metalli in campioni di Ulva e Gracilaria raccolti in Sacca di Goro dal 1991 al 1997. Tutti valori sono espressi come % o µg/g di sostanza secca. d.s. = deviazione standard; n = numero di campioni analizzati; n.r. = non rilevabile

13. RACCOLTA MACROALGHE NELLA SACCA DI GORO

14. Produzione di metano da digestione di biomasse vegetali: Cereali: 150 – 650 m3 CH4 per t di solidi volatili Ulva: 160 – 270 m3 CH4 per t di solidi volatili Gracilaria: 280 – 400 m3 CH4 per t di solidi volatili 10.000 t di biomassa secca con 80% solido volatile Ulva: 1.3-2.2 Mm3 CH4 Gracilaria: 2.2-3.2 Mm3 CH4 Raccolto media degli ultimi 10 anni: ca. 1000 t (maggio-giugno) Braun R., Weiland P., Wellinger A., 2010. Biogas from energy crop digestion. IEA Bioenergy http://www.iea-biogas.net/_download/publi-task37/energycrop_def_Low_Res.pdf

15. Prospettive: • Tassi di crescita elevati • Buon contenuto di polisaccaridi • Non sottraggono superficie agricola e non necessitano di acqua dolce (nessuna competizione con la produzione agricola) • Possibilità di crescita in impianti di acquacoltura integrata (Integrated Multi-Trophic Aquaculture) o di trattamento di acque reflue di impianti di itticoltura • Le macroalgae potrebbero essere “coltivate” in acque costiere e di transizione, che ricevono elevati input di nutrienti, come “filtri” naturali che rimuovono l’eccesso di nutrienti dall’acqua; la biomassa algale potrebbe quindi essere raccolta ed utilizzata nella digestione anarobica invece di essere conferita in discarica

16. Problemi • La disponibilità di biomassa non è costante durante l’anno, ma si concentra in periodi brevi (due o tre mesi): sebbene le macroalghe siano presenti tutto l’anno, la raccolta meccanica non è conveniente sotto una certa soglia di biomassa • Elevato contenuto di acqua dei talli macroalgali (circa 85-90% del peso fresco) • Elevato contenuto di ceneri dei talli macroalgali (20-50 % del peso secco), costituite da metalli, in particolare metalli alcalini quali Na e K • Elevato contenuto di zolfo (formazione di solfuro di idrogeno H2S) • I pre-trattamenti necessari per aumentare la resa della digestione ed evitare i problemi al digestore (risciacquo con acqua dolce per eliminare sale e sabbia, essicamento per ridurre il contenuto di acqua, frammentazione e/o macerazione) incrementano significativamente i costi di produzione