Microplastica nelle acque dei depuratori: dai protocolli di misurazione all’efficacia di rimozione
La microplastica è un inquinante emergente la cui diffusione in ambiente rappresenta un grave rischio per la salute umana e degli ecosistemi. Nonostante il crescente numero di studi su questa tematica, l’aggiornamento delle vigenti normative e l’implementazione di soluzioni efficaci per limitarne la dispersione sono ancora in fase di definizione.
In contesti urbanizzati come le nostre città, gli impianti di trattamento delle acque reflue rappresentano il punto di raccolta verso cui viene convogliata la microplastica presente nelle acque degli scarichi domestici o trasportata dal deflusso urbano, sia superficiale che fognario. Da qui, se non efficacemente rimossa nei vari stadi di trattamento, viene reimmessa in ambiente andando a compromettere la qualità dei corsi d’acqua ed in ultimo dei mari. Diverse sono le criticità che nei prossimi anni dovranno essere affrontate per trovare soluzioni efficaci a questo problema. Tra queste, è urgente definire metodiche rigorose ed universalmente accettate sia per il campionamento che l’analisi della microplastica in entrata ed uscita dagli impianti.
Per chiarire questi aspetti, Eco Research ha partecipato ad uno studio coordinato dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica (DICAM) dell’Università di Trento con lo scopo di applicare un protocollo specifico di analisi della microplastica in entrata ed uscita dai depuratori confrontando l’efficacia di abbattimento di diverse tipologie di trattamento. Oltre a dare una panoramica sulla composizione quali e quantitativa della microplastica in entrata ed uscita dagli impianti, i risultati forniscono delle prime indicazioni tecniche sia sulla validazione del protocollo che sulla capacità di rimozione raggiungibile attraverso gli attuali stadi di trattamento, mediamente superiore al 97%. Tuttavia, dallo studio emergono anche ulteriori criticità come il rilascio di microplastica durante gli stadi stessi di trattamento da parte di macchinari e sistemi filtranti, un significativo residuo nelle acque in uscita, ma soprattutto il loro accumulo nei fanghi di depurazione con significative ripercussioni sul loro riutilizzo in agricoltura.
Schema riassuntivo che mostra la quantità minima e massima di microplastiche rilevate in ingresso ai diversi impianti di depurazione, i valori rapportati alla popolazione servita e le emissioni giornaliere stimate nei corpi idrici recettori.
A B S T R A C T
Wastewater treatment plants (WWTPs) play a crucial role in removing microplastics (MPs) originating from urban areas. However, despite high removal efficiencies, WWTPs systematically release MPs into the environment through effluents. Beyond their direct ecological impact, MPs can act as carriers of micropollutants and pathogens. This study quantifies and characterizes MPs, including polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, and bio-based polymers, in the influent and effluent of five municipal WWTPs employing different treatment technologies. The selected WWTPs include a conventional activated sludge (CAS) system, a moving bed biofilm reactor, two plants with tertiary filtration (pile cloth and stainless-steel filters), and a hybrid CAS/membrane bioreactor (MBR). The study aims to systematically assess MPs removal efficiencies by applying a standardized method for sampling, preparation, and analysis. In-situ sampling was conducted using a pumping and filtration system capable of capturing MPs as small as 2 μm. Samples were treated with Fenton oxidation and density separation to eliminate potential interferences before polymer identification via thermal desorption gas chromatography-mass spectrometry (TD-GC/MS). MPs concentrations varied across WWTPs but remained within a relatively stable range (215.0–761.5 μg/L), corresponding to daily MP loads of 1.2–8.8 kg entering the plants. Polyethylene was the most abundant polymer in wastewater. Removal efficiencies varied by treatment technology, with MBR and tertiary filtration achieving the highest removal rates (>99 %), unexpectedly followed by the CAS WWTP, which exhibited an MPs removal efficiency of approximately 99 %. Per capita MPs loads ranged from 26.1 to 296.8 mg/day in influents and 0.2–8.3 mg/day in effluents, depending on plant capacity and daily load. Despite high removal rates, WWTPs continue to discharge significant MPs quantities, particularly given that major polymers such as polyethylene terephthalate and polyamides were excluded from this analysis. This highlights the need for continuous MPs monitoring and improved removal strategies. Additionally, this study did not investigate sludge samples. However, MPs removal in WWTPs is strongly associated with their accumulation in sewage sludge, raising concerns about their fate during sludge disposal and potential environmental impacts. Further research on MPs present in both WWTP effluents and sludge is essential to fully assess their risks to human health and ecosystem integrity.