I chimici analitici Gabriela Castro Varela e Alexandros Asimakopoulos sono alla ricerca di sostanze chimiche tossiche e non regolamentate nei fanghi di depurazione che sono un sottoprodotto degli impianti di trattamento delle acque del comune di Trondheim.

Varela è un borsista post-dottorato e Asimakopoulos è professore associato presso il Dipartimento di Chimica dell'NTNU. Il loro obiettivo è poter riutilizzare i fanghi in modo sicuro e sostenibile.

Le risorse naturali del mondo sono sempre più sotto pressione, il che rende ancora più importante riciclarle in modo più efficiente. Tuttavia, il riutilizzo dei rifiuti è difficile a causa delle sostanze pericolose che contengono.

L'obiettivo di sviluppo sostenibile numero 12 delle Nazioni Unite sottolinea anche la necessità di una gestione efficace dei rifiuti e delle sostanze chimiche.

Impegnativo, ma molto da guadagnare

I ricercatori stanno osservando il problema in particolare in due tipi di rifiuti:i fanghi di depurazione e la plastica dei rifiuti elettronici o i rifiuti elettronici. Queste due fonti di rifiuti contengono un enorme potenziale per il riutilizzo dei nutrienti, l'energia verde e la sostituzione delle materie prime.

La sfida sta nei livelli di sostanze pericolose, molte delle quali non regolamentate, in queste fonti di rifiuti.

• Utilizzare i fanghi di depurazione non trattati come fertilizzanti è difficile perché gli esseri umani e gli animali possono essere colpiti dalle sostanze tossiche presenti nei fanghi di depurazione. Possono essere ingeriti attraverso fonti di cibo e acqua interessate dal deflusso agricolo.
• Il riciclaggio della plastica dai rifiuti elettronici è difficile a causa della possibilità di reintrodurre nell'ambiente sostanze pericolose e le emissioni ambientali durante il processo di riciclaggio.

Il progetto SLUDGEFFECT mira a identificare e rimuovere le sostanze chimiche tossiche dai fanghi in modo che possano essere riutilizzati in diversi modi, ad esempio per i fertilizzanti.

Microplastiche e sostanze chimiche

I fanghi sono il sottoprodotto residuo una volta che le acque reflue sono passate attraverso gli impianti di trattamento. Contiene tracce di ciò che le persone hanno mangiato e bevuto, detersivi e tutto ciò che le famiglie e l'industria smaltiscono attraverso il sistema fognario.

Questi fanghi contengono tutti i tipi di additivi, regolamentati e non, tossici e non tossici, ma il tipo o la quantità di veleno che contengono è ancora relativamente sconosciuto.

Sostanze tossiche

• Molte delle sostanze chimiche nei fanghi sono pericolose perché imitano i grassi del corpo (lipidi). Il corpo non è quindi in grado di espellerli poiché percepisce le sostanze come naturali.
• I PFAS, abbreviazione di sostanze per- e polifluoroalchiliche, sono sostanze particolarmente problematiche. Queste sostanze chimiche hanno proprietà idrorepellenti e antigrasso uniche e sono utilizzate nell'industria su larga scala. Non dovrebbero essere reintrodotti in natura attraverso biofertilizzanti per fanghi.

Tra le sostanze presenti nei fanghi figurano PFAS, benzofenoni e derivati ​​simili, oltre a metalli tossici e microplastiche.

"Quello che sappiamo è che gran parte dei fanghi contiene microplastiche oltre alle sostanze chimiche che possono essere estremamente dannose per noi se finiscono nel terreno. E siamo all'oscuro di cosa contengono", afferma Asimakopoulos .

Varela è l'esperto di analisi. Riceve campioni di fanghi da tutti gli impianti di trattamento delle acque coinvolti nel progetto. Questi campioni vengono analizzati per identificare quali sostanze contengono, con particolare attenzione agli additivi tossici non regolamentati o che non conosciamo.

Per vari motivi, le sostanze chimiche elencate nelle informazioni al consumatore non sempre corrispondono al loro contenuto effettivo.

Estremamente importante da sapere

Una volta identificati i composti tossici, i ricercatori devono trovare un modo per rimuoverli. Una soluzione allo studio è l'utilizzo della pirolisi per il trattamento termico dei fanghi. La pirolisi è una tecnica di combustione che brucia a una temperatura compresa tra 700 °C e 900 °C in condizioni prive di ossigeno. Questo è lo stesso metodo utilizzato per la produzione del carbone e anche i rifiuti residui si traducono in piccoli grumi che contengono rifiuti biologici gassati.

Varela spiega:"Analizziamo la materia risultante in uno spettrometro di massa in modo da poter vedere quante delle sostanze chimiche tossiche sono sparite o non sono scomparse. A volte la pirolisi rende effettivamente una sostanza tossica ancora più dannosa per l'ambiente, cosa che può accadere quando non sappiamo quali sostanze siano coinvolte. Determinare questo è estremamente importante prima che i fanghi vengano reintrodotti nei sistemi naturali."

La Terra ha bisogno di rifornimento

In Germania e altrove in Europa, la maggior parte dei fanghi degli impianti di trattamento viene trattata e incenerita. Ma i fanghi puri che sono stati sterilizzati sono pieni di nutrienti necessari per l'agricoltura.

"Per poter utilizzare i fanghi, dobbiamo essere sicuri che siano privi di sostanze chimiche pericolose", afferma Hans Peter Arp, l'esperto tecnico del Norwegian Geotechnical Institute (NGI) e NTNU a capo del progetto.

"Vogliamo vedere cosa possiamo ottenere con la pirolisi e il controllo della fonte in Norvegia, perché il riutilizzo è importante per la sostenibilità e fa bene al suolo", afferma Arp. "Quindi è importante scoprire cosa è possibile e come possiamo renderlo finanziariamente redditizio e sostenibile". + Esplora ulteriormente

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