I contaminanti emergenti e i prodotti farmaceutici
I contaminanti emergenti rappresentano una categoria di inquinanti, definiti persistenti, che mostrano una forte resistenza alla decomposizione, soprattutto se affrontati con i metodi tradizionali di trattamento delle acque reflue. L’urgente necessità di aggiornare e ottimizzare i processi di rimozione nasce dalla valutazione del rischio che la loro presenza nelle acque comporta, soprattutto in termini di rischio ecologico \cite{Lin_2020}. Infatti, anche in concentrazioni minime (al di sotto dei μg/L), il loro potenziale tossico e inibitorio genera danni agli ecosistemi acquatici \cite{Rathi_2020}\cite{Naddeo_2015} e di conseguenza all’uomo.
Tali contaminanti derivano principalmente da prodotti per la cura personale, ormoni, fertilizzanti e industrie farmaceutiche \cite{Rathi_2020}. Nello specifico dei prodotti farmaceutici, quelli più frequentemente rilevati sono il diclofenac (DCF), un agente antinfiammatorio, il sulfametossazolo (SMX) e l’amoxicillina (AMX), due antibiotici, e la carbamezepina (CBZ), un farmaco anticonvulsivante e stabilizzante dell’umore \cite{Naddeo_2015}\cite{Hartmann_2008}\cite{Naddeo_2009}\cite{Triebskorn_2004}. Gli effetti delle appena citate sostanze riversate nell’ambiente si ripercuotono soprattutto e direttamente sulla fauna acquatica.
Soluzioni proposte
La letteratura scientifica offre svariate proposte con il fine di aumentare l’efficienza di rimozione dei prodotti farmaceutici dalle acque reflue, tra cui adsorbimento, tecnologie a membrana, processi di ossidazione avanzata e altre soluzioni alternative \cite{Lin_2020}, come l'elettrocoagulazione \cite{Ensano_2019} \cite{Ensano_2017}, la cui scelta di utilizzo dovrà sicuramente essere coadiuvata da criteri decisionali obiettivi e analitici, soprattutto dalla prospettiva della sostenibilità \cite{Kamble_2017}.
L’ozono (O3) ha dimostrato di essere un ossidante efficiente per la rimozione di vari inquinanti organici. L’ozonizzazione prevede la decomposizione di O3 in acqua che forma radicali idrossilici (· OH) i quali reagiscono con i composti organici disciolti \cite{Tay_2011}. Purtroppo, in virtù della natura degli inquinanti, possono aversi potenziali rischi ambientali a causa della formazione di sottoprodotti che comportano un incremento della tossicità, indipendentemente dalla dose di O3 utilizzata \cite{Kuang_2013}\cite{Beltr_n_2008}\cite{2014}.
Un’altra tecnologia fortemente in crescita, in diversi campi di applicazione, è la Sonolisi, ovvero la produzione di energia con ultrasuoni (US), un processo versatile in grado di eliminare in modo efficiente una varietà di inquinanti e agenti patogeni \cite{Torres_Palma_2018}\cite{2014}\cite{Naddeo_2013a}\cite{Landi_2010} e facilmente integrabile con altre tecnologie. Gli US, infatti, possono essere impiegati in diverse fasi del processo di trattamento delle acque reflue, nella linea di trattamento fanghi, nella solubilizzazione dei fanghi attivi dei rifiuti e altro \cite{Prado_2017}\cite{Naddeo_2009a}\cite{Dastpak_2020}\cite{Borea_2018}. Test hanno dimostrato che l'aumento della densità degli US o il tempo di irradiazione ultrasonora influenza la quantità di sostanze solubilizzate \cite{Naddeo_2009a}, anche nel caso della conversione dei composti farmaceutici, migliorata anch’essa all’aumentare della potenza applicata, alle condizioni acide e in presenza di aria disciolta \cite{Naddeo_2009}. L’efficienza del singolo processo, inoltre, è incrementabile tramite l’utilizzo di catalizzatori, tra i più comuni il biossido di titanio \cite{Hartmann_2008}. Tra gli svantaggi sono da annoverarsi il consumo di energia e l'incremento di torbidità dell'acqua \cite{2014}.
Da alcuni risultati si evince come la sonolisi sia più efficiente dell'ozonizzazione \cite{Naddeo_2009b} \cite{Naddeo_2012} ma anche che, se applicati congiuntamente (Fig. \ref{855819}), portano ad effetti sinergici aumentando le efficienze di rimozione, motivo per il quale diversi sono gli studi che sperimentano tale metodo “ibrido”, anche insieme ad ulteriori trattamenti \cite{Naddeo_2015}\cite{Prado_2017}\cite{Naddeo_2009b}\cite{Kamble_2017}\cite{Dastpak_2020}.