Il nuovo metodo di purificazione delle acque sotterranee riduce i costi di manutenzione ed è efficace al 99%
(Rinnovabili.it) – Hanno la consistenza di caramelle gommose, ma sono in grado di decontaminare le acque sotterranee e ripulirle da composti organici volatili pericolosi. Si tratta di perle di idrogel, contenenti batteri e fonti di alimentazione a lento rilascio, che potrebbero rappresentare una vera e propria rivoluzione per la manutenzione e la purificazione delle riserve d’acqua.
Realizzate dall’Università dell’Oregon, le perle di idrogel nascono dalla necessità di rendere potabili e sicure quelle riserve d’acqua che spesso presentano delle concentrazioni di prodotti chimici che superano di gran lunga gli standard richiesti. Tra i contaminanti più pericolosi ci sono 1,1,1- tricloroetano, cis-1,2- dicloroetene e 1,4- diossano, sgrassanti comunemente usati nel settore industriale. Spesso, questi prodotti chimici possono infiltrarsi nelle acque sotterranee attraverso serbatoi che perdono o, semplicemente, perché vengono scaricati nel suolo.
Il nuovo metodo di decontaminazione funziona grazie alla presenza di microbi che producono un enzima che ossida le tossine dei contaminanti, trasformandoli così in composti innocui. “Abbiamo creato un processo chiamato co-metabolismo aerobico a lungo termine, un sistema chiuso, passivo e autosufficiente per il risanamento delle acque sotterranee”, ha dichiarato Lew Semprini dell’Università dell’Oregon, “la bellezza di questo sistema è che tutto accade all’interno delle perle“.
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Fino ad ora, infatti, i processi di decontaminazione delle acque sotterranee richiedevano che prodotti come propano e metano – vale a dire i cosiddetti substrati di crescita in grado di nutrire i microbi che producono gli enzimi – venissero aggiunti direttamente nel sottosuolo. Tuttavia, spesso i substrati di crescita competono chimicamente con gli enzimi, inibendo significativamente il processo di ossidazione. Il sistema delle perle idrogel, invece, elimina questa concorrenza: “Abbiamo ribaltato il paradigma inserendo il microrganismo all’interno delle microsfere di idrogel e fornendogli una fonte di cibo [i substrati di crescita] a lenta cessione”, ha chiarito Semprini.
Nello specifico il team ha co-incapsulato all’interno delle perle (lunghe appena 2 mm) la coltura batterica Rhodococcus rodocrous insieme ad un substrato di crescita a rilascio lento. Mentre l’acqua sotterranea scorre dalle microsfere, i contaminanti si diffondono al loro interno e il substrato a lenta cessione “nutre” i batteri del Rhodococcus, i quali rilasciano un enzima (monoossigenasi) che trasforma i contaminanti in composti innocui, tra cui anidride carbonica, acqua e ioni cloruro. L’acqua purificata e i sottoprodotti si diffondono quindi dalle perle, che sembrano essere in grado di rimuovere oltre il 99% dei contaminanti.
La longevità del sistema dipende principalmente dalla durata di vita dei batteri, che è a sua volta dipendente dalla durata del substrato: “Questa è una futura domanda di ricerca”, ha detto Semprini, “come realizziamo perle che durano molti anni, o come sviluppiamo sistemi che possono essere facilmente sostituibili?”. Gli attuali metodi di bonifica co-metabolica, infatti, richiedono aggiunte regolari di substrati di crescita per garantire la proliferazione dei microrganismi. Questo significa, però, dover compiere un monitoraggio costante del sito, con gli opportuni adeguamenti biochimici e, ovviamente, costi correlati.
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Grazie alle perle di idrogel, invece, un’opzione prevista da Semprini è quella di scavare una specie di trincea nel percorso del flusso delle acque sotterranee e riempirla di perline, creando così una barriera reattiva permeabile e accessibile. “Tutti preferiscono la sostenibilità in questo tipo di sistema: da oggi, possiamo avere qualcosa che funziona senza troppa manutenzione”, ha concluso.