Metalli preziosi nelle acque reflue

Metalli preziosi nelle acque reflue? Gli oligoelementi sono costantemente utilizzati nell'industria high-tech e nella medicina: Il metallo di transizione tantalio o il semimetallo germanio, per esempio, nei componenti elettronici, il gadolinio nei mezzi di contrasto a raggi X e nelle vernici luminose, il niobio e il titanio nelle leghe e nei rivestimenti. Ma una volta che questi elementi hanno fatto il loro lavoro, non vanno praticamente da nessuna parte.

Molti elementi - ma non tutti - finiscono nelle acque reflue. Un gruppo di ricercatori guidati dai chimici ambientali dell'Eawag, Bas Vriens e Michael Berg, ha quindi condotto il primo studio sistematico su 64 impianti svizzeri di trattamento delle acque reflue per determinare quali elementi e in quali quantità "vanno a nuotare" con le acque reflue trattate o vengono smaltiti con i fanghi di depurazione. Lo studio è stato commissionato dall'Ufficio federale dell'ambiente (UFAM).

1070 chilogrammi di gadolinio

È interessante convertire le concentrazioni nel fatturato giornaliero pro capite dei rispettivi elementi nella popolazione svizzera. Si va da pochi microgrammi (ad esempio oro, indio, lutezio) a pochi milligrammi (ad esempio zinco, scandio, ittrio, niobio, gadolinio) fino a diversi grammi (ad esempio fosforo, ferro, zolfo). A prima vista, questo sembra poco, ma estrapolato alla Svizzera e a tutto l'anno, i ricercatori arrivano poi a quantità considerevoli, circa 3000 kg di argento, 43 kg di oro, 1070 kg di gadolinio, 1500 kg di neodimio o 150 kg di itterbio (vedi tabella 9 nelle informazioni supplementari dell'articolo originale).

Riciclare vale la pena in alcuni posti

I valori medi e i tonnellaggi estrapolati dicono poco sulle concentrazioni reali degli elementi trovati. Variano molto da un impianto di trattamento all'altro, a volte di un fattore 100. Per esempio, livelli elevati di rutenio, rodio e oro sono stati trovati nel Giura (presumibilmente dall'industria orologiera) o livelli elevati di arsenico in parti dei Grigioni e del Vallese (presumibilmente di origine geologica).

In alcune località del Ticino, la concentrazione di oro nei fanghi di depurazione è così alta che potrebbe addirittura valere la pena di essere recuperata. La spiegazione è probabilmente le raffinerie d'oro nella regione. Nel complesso, tuttavia, il recupero di elementi dalle acque reflue o dai fanghi di depurazione è attualmente poco conveniente dal punto di vista dei ricercatori, né finanziariamente né in termini di quantità. Per esempio, la quantità di alluminio trovata corrisponde solo allo 0,2 per cento delle importazioni annuali, mentre la cifra per il rame è poco meno del 4 per cento.

Impianti di trattamento delle acque reflue solo "hotspot" in misura limitata

I ricercatori erano più interessati ai flussi di materiale di base e ai bilanci di massa che al valore monetario degli oligoelementi. Questo perché lo studio è il primo a registrarli sistematicamente per le acque reflue di un paese industrializzato. A tal fine, hanno studiato la proporzione di ogni elemento che le acque reflue trattate a valle degli impianti di trattamento delle acque reflue contribuiscono all'inquinamento totale di torrenti e fiumi. Mentre l'83% dell'input di gadolinio entra nelle acque attraverso gli impianti di trattamento delle acque reflue, la quota di zinco è solo 24%, di litio 7% e di arsenico solo 1%.

Per l'importante nutriente fosforo, le misurazioni dello studio hanno confermato i calcoli precedenti: 50% del carico di fosforo nei principali fiumi svizzeri entra nei fiumi attraverso gli impianti di trattamento delle acque reflue, cioè proviene dalle acque reflue.

Infine, gli scienziati hanno anche esaminato il significato delle concentrazioni di elementi per l'ambiente. Studi in Germania hanno riportato livelli localmente critici delle terre rare lantanio e samario nel Reno. Questo non sembra essere un problema in Svizzera: nella stragrande maggioranza delle località, non sono stati superati i valori limite ecotossicologicamente rilevanti o legalmente definiti. Solo i metalli pesanti rame e zinco sono troppo alti negli effluenti o nei fanghi in alcune località. Tuttavia, gli autori dello studio sottolineano che si sa poco sui possibili effetti tossicologici di molti dei "nuovi" elementi.

Pubblicazione originale: Quantification of Element Fluxes in Wastewaters: A Nationwide Survey in Switzerland; Bas Vriens, Andreas Voegelin, Stephan J. Hug, Ralf Kaegi, Lenny H. E. Winkel, Andreas M. Buser, and Michael Berg; Environmental Science & Technology 2017 51 (19), 10943-10953 (cover story del numero di ottobre):

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