Pulire l’invisibile: le tecnologie verdi che proteggono acqua e cibo
Il mondo sta vivendo una crisi idrica globale, che riguarda non solo la disponibilità, ma soprattutto la qualità. Oggi infatti, prima di tuffarci, o di berla, è meglio analizzare l’acqua. Perché limpida non significa sicura. I progetti europei IN2AQUAS e SusWater sviluppano tecnologie verdi per monitorare e rimuovere elementi potenzialmente tossici e nuovi contaminanti dalle acque. Dalle vasche di allevamento dei pesci a ecosistemi aridi o glaciali, l’obiettivo è garantire acqua pulita, recuperare risorse preziose e creare sistemi alimentari più sicuri e sostenibili.
“Acqua azzurra, acqua chiara…” cantava Lucio Battisti, riconoscendo alcune delle caratteristiche di un’acqua pulita. Oggi la crisi idrica globale non riguarda solo la quantità di acqua disponibile, ma sempre più proprio la sua qualità. Crescita demografica, urbanizzazione, riscaldamento globale e pressioni industriali stanno alterando gli equilibri dei sistemi acquatici.
A questo si aggiunge una minaccia meno visibile ma altrettanto insidiosa: la presenza di contaminanti emergenti (CECs) – ovvero nuove sostanze come antibiotici, pesticidi, ormoni, microplastiche – e di elementi potenzialmente tossici (PTE) come arsenico, mercurio, piombo e cadmio.
Spesso si trovano in quantità molto basse, ma capaci di accumularsi negli organismi di piante e animali e di entrare quindi nella catena alimentare, con effetti negativi sugli ecosistemi e sulla salute umana.
In un mondo in cui quasi metà della produzione ittica proviene dall’acquacoltura (l’allevamento in condizioni controllate), garantire acqua sicura significa proteggere non solo l’ambiente ma anche la sicurezza alimentare globale.
Proprio in questo scenario si inseriscono due progetti di ricerca complementari per i quali il dipartimento di Chimica è capofila: IN2AQUAS e SusWater.
IN2AQUAS nasce come un consorzio che riunisce professionalità provenienti da 10 università, 4 centri di ricerca e 5 aziende sparsi in 7 paesi europei. Attraverso un bando internazionale, ha arruolato 15 tra dottorande e dottorandi con l’obiettivo di formare una nuova generazione di ricercatrici e ricercatori in grado di sviluppare soluzioni avanzate per il monitoraggio e la rimozione dei contaminanti in scenari complessi ed estremi: dalle aree aride colpite da scarsità idrica fino alle regioni più fredde e remote del pianeta.
Il progetto combina tecniche analitiche all’avanguardia con lo sviluppo di nuovi materiali sostenibili per la depurazione. Tra le prime spicca la spettrometria di massa ad alta risoluzione, che permette di identificare composti anche a concentrazioni molto basse e di rilevare i potenziali inquinanti del futuro tramite analisi e strumenti di nuova generazione.
Per esempio i campionatori passivi che, immersi nell’acqua, accumulano i contaminanti nel tempo e forniscono una misura più rappresentativa della contaminazione ambientale.
Questo approccio ha permesso di identificare più di 200 sostanze organiche nella neve proveniente da aree poco antropizzate, come le Alpi.
Tra i materiali di nuova generazioni spiccano il biochar (un particolare carbone vegetale ottenuto da fanghi di depurazione), le nanoparticelle di carbonio ricavate da biomasse di scarto e le membrane fotocatalitiche, che utilizzano la luce solare per abbattere i CECs.
SusWater è un progetto finanziato dall’Unione Europea nell’ambito delle Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) – Research and Innovation Staff Exchange e coinvolge un consorzio di nove partner: quattro università europee (in Italia, Danimarca e Spagna), due aziende (Italia e Spagna) e tre enti di paesi extra-UE (Brasile, Thailandia e Giappone).
Il progetto si concentra in modo specifico sull’acquacoltura e sui sistemi connessi a essa, promuovendo un approccio che combina la sintesi di materiali innovativi per l’abbattimento degli inquinanti al potenziamento degli impianti di trattamento, affiancando valutazioni chimiche in loco con analisi chimico-tossicologiche avanzate. L’obiettivo è rendere queste tecnologie applicabili sia nei siti di allevamento sia negli impianti di depurazione, garantendo sostenibilità economica, versatilità e adattabilità anche in contesti differenti, inclusi Paesi fuori dall’UE.
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Entrambi i progetti condividono una visione fondata sull’economia circolare. Non si tratta solo di rimuovere i contaminanti, ma anche di recuperare nutrienti come fosforo e azoto, riducendo la dipendenza dai fertilizzanti di sintesi e contribuendo a chiudere il ciclo delle risorse. L’impatto atteso è duplice: da un lato, migliorare la qualità delle acque destinate al consumo umano e alla produzione alimentare significa ridurre i rischi sanitari; dall’altro, l’adozione di tecnologie verdi e circolari contribuisce alla riduzione dell’impatto ambientale dei sistemi produttivi.
Ci aspettiamo diversi risultati: nuovi protocolli di monitoraggio dei CECs, materiali in grado di catturare inquinanti, membrane fotocatalitiche ad alte prestazioni, modelli di valutazione del rischio ambientale e sanitario, oltre a linee guida per l’implementazione su scala industriale.
Nel medio-lungo termine, l’integrazione tra innovazione tecnologica, formazione avanzata e cooperazione internazionale potrà favorire l’adozione diffusa di sistemi di trattamento più efficienti e sostenibili, contribuendo in modo concreto alla sicurezza idrica e alimentare globale.
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