Vi è una notevole incertezza riguardo ai contaminanti emergenti negli ecosistemi acquatici e nelle acque sotterranee, e un recente studio della Penn State sui composti di prodotti farmaceutici e prodotti per la cura personale non ha aggiunto molta chiarezza. Ma ha fornito informazioni sul trasporto delle sostanze chimiche, secondo i ricercatori del College of Agricultural Sciences.

La ricerca, che è stato condotto presso l'impianto di trattamento delle acque reflue della Penn State e il filtro vivente dell'università, analizzato il destino di sette contaminanti emergenti:paracetamolo, ampicillina, caffeina, naprossene, ofloxacina, sulfametossazolo, e trimetoprim.

L'obiettivo dello studio era tracciare questi composti attraverso l'impianto di trattamento delle acque reflue e, infine, fino ai pozzi del Living Filter per valutare l'efficienza di rimozione dell'impianto e la capacità del profilo del suolo del Living Filter di fornire un ulteriore trattamento dei composti che persistevano nel emissario.

Una volta alla settimana da ottobre 2016 a marzo di quest'anno, Campioni compositi delle 24 ore sono stati raccolti dopo ogni processo di trattamento attraverso l'impianto. Campioni d'acqua sono stati raccolti mensilmente da 14 pozzi sotterranei presso il Living Filter. I risultati della ricerca, sebbene non conclusivi, sono stati stimolanti e utili, secondo Heather Gall, professore assistente di ingegneria agraria e biologica.

"Lo studio è stato unico in quanto ha fornito un'istantanea del suolo che funge da filtro biogeochimico per rimuovere alcuni contaminanti emergenti, " disse Gallo, che ha presentato i risultati alla riunione annuale dell'American Society of Agricultural and Biological Engineers, a Spokane, Washington.

"Penn State era il luogo ideale per osservare il movimento dei prodotti farmaceutici dalle acque reflue alle acque sotterranee perché l'Università ha irrigato a spruzzo tutte le sue acque reflue trattate su quasi 600 acri di terreno agricolo e forestale noto come Living Filter sin dai primi anni '80, " ha detto Gall. "E i pozzi vicini ci permettono di guardare le concentrazioni delle sostanze chimiche che hanno raggiunto le acque sotterranee relativamente profonde in tutto il sito".

Generalmente, Gallo ha spiegato, lo studio ha rivelato che l'impianto di trattamento delle acque reflue rimuoveva efficacemente il paracetamolo e la caffeina e mostrava una variabilità stagionale nell'efficienza di rimozione degli altri composti. Il componente a fanghi attivi dell'impianto è stato il passo più efficace per ridurre le concentrazioni di contaminanti. Le concentrazioni nelle acque sotterranee erano in genere di almeno un ordine di grandezza inferiori alle concentrazioni nell'effluente dell'impianto di trattamento, suggerendo che il suolo agisse generalmente come un efficace filtro biogeochimico, tranne durante gli eventi di scioglimento della neve.

Lavoro sul campo per lo studio, condotto dalla ricercatrice capo Brittany Ayers, all'epoca uno studente universitario al Penn State Schreyer Honors College, si esibiva in una varietà di condizioni meteorologiche, che ha influenzato il modo in cui l'impianto di trattamento ha trattato i composti chimici, ha notato Gallo. Microbi nel processo di trattamento, che scompongono e rimuovono i contaminanti, non sembrava essere così efficiente durante il freddo, condizioni invernali.

Le basse temperature non sembravano influenzare la capacità del suolo di filtrare i contaminanti; però, forti precipitazioni e significativi eventi di scioglimento della neve hanno ridotto la rimozione, il che significa che sono state osservate concentrazioni più elevate nei pozzi a seguito di questi eventi.

"La cosa interessante di questo progetto è che questi campioni sono stati prelevati principalmente nei mesi freddi, e non vediamo spesso studi sul campo fatti durante l'inverno. Ma questo è successo perché il progetto di ricerca faceva parte della tesi di laurea dello studente, e svolto durante il semestre primaverile, " disse Gall. "Quindi abbiamo visto l'influenza delle condizioni di freddo, cicli di gelo-disgelo, e pesante, piogge prolungate».

Lo studio dei contaminanti emergenti è importante perché le persone utilizzano una grande varietà di sostanze chimiche nella loro vita quotidiana, compresi i farmaci da prescrizione, farmaci da banco e prodotti per la cura della persona. Le sostanze chimiche in questi prodotti entrano nel flusso delle acque reflue e non vengono completamente rimosse dagli impianti di trattamento delle acque reflue, facendo sì che queste sostanze chimiche e i loro metaboliti persistano nell'effluente trattato.

Sebbene questi composti siano considerati inquinanti per l'acqua, non sono ancora regolamentati da alcuno standard di qualità dell'acqua. Sono stati rilevati in acque superficiali, acque sotterranee, acque reflue e persino acqua potabile, tuttavia, le implicazioni a lungo termine per le specie non bersaglio come la fauna acquatica e la salute umana sono in gran parte sconosciute.

Si ritiene generalmente che questi composti abbiano raggiunto l'ambiente acquatico da quando sono stati utilizzati commercialmente, ma solo nell'ultimo decennio circa è stata condotta un'ampia ricerca ambientale e sono state sollevate preoccupazioni sugli effetti dei prodotti farmaceutici nei corpi idrici.

I progressi della tecnologia e della chimica analitica hanno abbassato i limiti di rilevazione, consentendo il rilevamento di queste sostanze chimiche a concentrazioni di parti per miliardo e parti per trilione. È noto che concentrazioni relativamente basse colpiscono pesci e anfibi.