Retrofitting contro i microinquinanti

"Ha assunto farmaci nell'ultima settimana?" L'Ufficio federale di statistica raccoglie le risposte a questa domanda ogni cinque anni nell'ambito di un sondaggio sulla popolazione svizzera. Fino ai 40 anni, circa un terzo risponde "sì", mentre l'84% delle persone di età superiore ai 75 anni assume regolarmente farmaci [1]. Con l'allungamento della vita, aumenta la concentrazione e la varietà di farmaci nelle acque reflue. I cosmetici, gli additivi alimentari e i pesticidi rilasciati dalle facciate delle case moderne, ad esempio, sono ulteriori fonti di microinquinanti. Questo termine descrive un'ampia gamma di sostanze che hanno un effetto biochimico sugli organismi acquatici anche a basse concentrazioni, da pochi nanogrammi a microgrammi per litro d'acqua. Chi siamo ha registrato commercialmente oltre 100.000 sostanze in Europa. Alcune di queste sostanze inibiscono la riproduzione dei pesci, altre provocano malformazioni negli anfibi. Molti erbicidi inibiscono la fotosintesi delle alghe e quindi modificano la struttura di intere comunità biotiche [2].

Risultati pionieristici nel trattamento delle acque reflue

Gli impianti di trattamento delle acque reflue convenzionali rimuovono in modo molto efficiente gli organi facilmente degradabili e i nutrienti fosforo e azoto. Anche gli inquinanti che si legano facilmente alle particelle vengono eliminati dall'acqua con i fanghi di depurazione. Tuttavia, molti microinquinanti, come farmaci e pesticidi, rimangono disciolti nell'acqua e sono persistenti: vengono scomposti solo molto lentamente dai batteri. Possono quindi passare dal fiume alle falde acquifere e quindi all'acqua potabile.

Su 700 impianti di trattamento delle acque reflue in Svizzera, 100 devono essere potenziati con un ulteriore stadio di depurazione. La priorità è data ai grandi impianti con un cattivo rapporto di diluizione all'uscita o che scaricano in corsi d'acqua che alimentano anche fonti di acqua potabile. Il costo medio del trattamento delle acque reflue è attualmente di circa 130 franchi per abitante all'anno. Questo "retrofitting" per la protezione dai microinquinanti li farà aumentare di circa il 13% [3]. La Svizzera sta quindi assumendo un ruolo pionieristico in Europa. La nostra esperienza con questa ulteriore fase di depurazione aprirà la strada ad altri Paesi.

Due tecniche portano all'obiettivo

I microinquinanti possono essere rimossi dall'acqua in due modi diversi [3]: I processi di ossidazione decompongono le molecole in prodotti innocui come acqua e anidride carbonica; i processi di adsorbimento lasciano la sostanza intatta ma la legano a particelle che devono essere separate dall'acqua in una seconda fase.

Ossidare con l'ozono

L'ozonizzazione si è dimostrata valida per l'ossidazione dei microinquinanti. Generatori adeguati producono i 3-5 grammi di ozono necessari per metro cubo di acqua direttamente nell'impianto di trattamento delle acque reflue. Questo aumenta il fabbisogno energetico per il trattamento delle acque reflue del 10-30%. Poiché un reattore di ozono ossida molte sostanze solo in modo incompleto, si aggiunge un'ulteriore fase di purificazione microbiologica, ad esempio utilizzando un filtro a sabbia, che riduce gli inquinanti dell'80%. Un altro vantaggio dell'ozonizzazione è la disinfezione delle acque reflue. Poiché gli antibiotici presenti nelle acque reflue favoriscono lo sviluppo di batteri resistenti, l'ozonizzazione aumenta la sicurezza per le persone e l'ambiente.

Legame con il carbone attivo

Il carbone attivo in polvere è adatto all'adsorbimento di microinquinanti. Questo materiale poroso ha un'ampia superficie di oltre 1000 metri quadrati per grammo. I microinquinanti che non sono stati rimossi biologicamente nel bacino di aerazione si legano ad esso. Sono disponibili varie tecniche di filtrazione per separare nuovamente il carbone attivo. I 12-15 grammi di carbone attivo necessari per metro cubo di acqua vengono inceneriti insieme ai fanghi di depurazione alla fine del processo di depurazione. Come l'ozonizzazione, anche la tecnologia di adsorbimento raggiunge un'efficienza di circa l'80%, riducendo così in modo massiccio l'inquinamento delle acque.

Realizzare con il lavoro di squadra

Chimici ambientali, tossicologi e ingegneri dei processi dell'Eawag, dell'ETH e dell'EPFL lavorano a stretto contatto con studi di ingegneria e con l'Ufficio federale dell'ambiente (UFAM) per aggiornare gli impianti di trattamento delle acque reflue svizzeri con una fase di depurazione supplementare. Da parte loro, i Cantoni e i gestori degli impianti di trattamento delle acque reflue si assicurano che il denaro investito massimizzi i benefici per la sicurezza dell'acqua potabile, la pesca e l'ecologia acquatica. Dal punto di vista internazionale, la Svizzera svolge quindi un ruolo di primo piano nella tecnologia delle acque reflue [4].