Per studiare gli effetti dei diversi costituenti delle acque reflue è stato utilizzato un sistema di canalizzazione a 16 canali. Attestazione:Eawag
In Svizzera, più di 30, 000 sostanze diverse vengono utilizzate ogni giorno in innumerevoli prodotti:prodotti farmaceutici, cosmetici, detergenti o prodotti chimici industriali. Molte di queste sostanze trovano la loro strada – tramite WWTP – nelle acque superficiali, dove hanno impatti negativi sugli organismi acquatici e sulle risorse di acqua potabile. Per rimuovere i microinquinanti dalle acque reflue, circa un centinaio di impianti di depurazione selezionati strategicamente in Svizzera verranno potenziati nei prossimi anni con un'ulteriore fase di trattamento.
Il programma di aggiornamento è seguito da vicino dagli scienziati dell'Eawag e dell'Eawag-EPFL Ecotox Centre. Come sottolinea il capo progetto Christian Stamm, "Questo offre un'opportunità unica per studiare, più o meno in tempo reale, come gli ecosistemi acquatici rispondono a una riduzione dei microinquinanti." Nella fase iniziale, gli scienziati hanno studiato l'attuale stato chimico e biologico, prima degli aggiornamenti WWTP. Stamm spiega:"Volevamo anche scoprire come i microinquinanti delle acque reflue trattate influenzano la composizione delle comunità biologiche e la funzione degli ecosistemi fluviali. Qui, ci sono ancora lacune sostanziali nelle nostre conoscenze".
Numerosi microinquinanti nelle acque reflue
Tra il 2013 e il 2014, Stamm e il suo team hanno effettuato campionamenti regolari nei tratti a monte ea valle di 24 WWTP e hanno identificato le sostanze presenti (Fig. 1). Le analisi dimostrano che numerosi microinquinanti entrano nei fiumi nelle acque reflue trattate. "Particolarmente sorprendente è stato l'aumento dei medicinali e dei prodotti chimici domestici, " dice Stamm - nel caso dei medicinali, le concentrazioni erano 30 volte superiori a valle rispetto a monte dei WWTP (Fig. 2). Una valutazione iniziale del rischio di ecotossicità ha indicato che l'agente antinfiammatorio diclofenac ei pesticidi diazinon e diuron si trovano ampiamente in concentrazioni biologicamente efficaci. Ciò vale anche per altre sostanze a livello regionale.
Gli organismi a valle dei WWTP hanno mostrato vari sintomi di stress esercitato dai microinquinanti. Per esempio, l'espressione genica associata alla disintossicazione cellulare è stata osservata nella trota fario. Le popolazioni gammaridi erano prive di individui giovani, indicando una riproduzione ridotta o un aumento della mortalità tra i giovani. La diversità dei macroinvertebrati, sensibili ai pesticidi, è stata ridotta a valle degli scarichi delle acque reflue. Negli effluenti sono presenti anche antibiotici e batteri resistenti, che possono favorire la diffusione di geni di resistenza agli antibiotici nelle acque riceventi.
Gli scienziati hanno studiato la chimica e la biologia dell'acqua nei tratti a monte ea valle dei WWTP. Attestazione:Eawag
Perdita di adattamenti dopo l'aggiornamento WWTP
Alghe e batteri, che colonizzano l'alveo sotto forma di biofilm e svolgono un ruolo importante nella catena alimentare, sono interessati anche dagli scarichi di acque reflue. I biofilm a valle dei WWTP hanno mostrato una tolleranza molto maggiore verso i microinquinanti rispetto a quelli che vivono a monte. Secondo Stamm:"Più alto è il carico chimico, maggiore è la tolleranza, che indica una relazione causale tra esposizione ed effetti biologici."
I biofilm hanno fornito prove dei primi effetti di un aggiornamento del WWTP:dopo l'introduzione della fase di trattamento aggiuntiva presso l'WWTP di Herisau, le alghe nel fiume Glatt hanno perso la loro maggiore tolleranza ai microinquinanti in tempi relativamente brevi (Fig. 3). L'espressione indotta dei geni di disintossicazione è stata anche persa nella trota fario che vive a valle.
Effetti mascherati rivelati dal sistema fluviale
Spesso, gli effetti dei microinquinanti non possono essere misurati direttamente in campo perché mascherati dagli effetti di altri costituenti delle acque reflue. Quindi, per districare i vari impatti, i ricercatori hanno anche condotto esperimenti in un sistema di canali a 16 canali (Fig. 4). Utilizzando questo sistema, essi mostrarono, Per esempio, che mentre la decomposizione della materia organica è inibita dai microinquinanti, è promosso dai nutrienti. Stamm dice, "Questo supporta i nostri risultati che, a seconda della situazione nutritiva, i tassi di decomposizione fogliare erano circa due terzi inferiori a valle rispetto a monte degli impianti di trattamento." L'analisi statistica indica che, Per esempio, le popolazioni gammaridi che distruggono le foglie sono decimate dagli insetticidi.
