La valorizzazione delle acque reflue lattiero-casearie migliora le prestazioni dei funghi lignivori nel trattamento degli effluenti della carta riciclata

Trasformare due problemi di rifiuto in una soluzione pulita

Il riciclo di carta e cartone salva gli alberi ma genera acque sporche cariche di sostanze ostinate e colore scuro. Anche le industrie lattiero-casearie producono grandi volumi di acque reflue ricche di nutrienti che possono danneggiare fiumi e laghi. Questo studio mostra come combinare questi due flussi di rifiuto e lasciare che funghi speciali facciano il lavoro possa trasformare acqua inquinata in qualcosa di molto più sicuro per l’ambiente, riducendo i costi di trattamento e favorendo il riuso industriale dell’acqua.

Acque sporche dalla carta e dal latte di tutti i giorni

La vita moderna dipende dalla carta e dai prodotti lattiero-caseari, e entrambi i settori impiegano enormi quantità d’acqua. Gli impianti di carta riciclata scaricano acqua ricca di composti difficili da degradare come la lignina, residui di inchiostro e vari additivi. Quest’acqua presenta una domanda chimica di ossigeno (COD) molto elevata, colore intenso e spesso contiene metalli, tutti fattori che possono danneggiare la vita acquatica. Allo stesso tempo, gli stabilimenti lattiero-caseari producono acque reflue ricche di materia organica e nutrienti come azoto e fosforo. Questi nutrienti possono alimentare una crescita indesiderata di microorganismi e alghe se le acque vengono scaricate senza trattamento.

Funghi utili, amanti del legno

I ricercatori si sono concentrati su due tipi di funghi lignivori, Bjerkandera adusta e Phanerochaete chrysosporium. In natura questi funghi vivono sul legno e sono famosi per degradare la lignina, la robusta “colla” che tiene insieme le pareti cellulari delle piante. Rilasciano sistemi enzimatici potenti in grado di smantellare una vasta gamma di composti complessi e persino tossici, comprese colorazioni e inquinanti industriali persistenti. Tuttavia, per agire con efficienza questi funghi necessitano di nutrienti sufficienti, in particolare azoto e fosforo—proprio ciò che le acque reflue lattiero-casearie possono fornire in abbondanza.

Mischiare i flussi di rifiuto per una pulizia migliore

In questo lavoro, l’effluente di una cartiera per carta e cartone riciclato è stato miscelato con acque reflue lattiero-casearie grezze, senza alcuna sterilizzazione o aggiustamento del pH, per imitare le condizioni reali di stabilimento. Il team ha testato diverse proporzioni di effluente cartario, quantità di funghi e tempi di contatto per trovare una configurazione efficace e praticabile su scala reale. Sebbene un effluente cartario a bassa concentrazione (25%) abbia permesso ai funghi di rimuovere più facilmente COD e colore, una concentrazione del 50% di carta riciclata ha offerto il miglior equilibrio tra prestazioni di depurazione e volume d’acqua trattabile. L’aggiunta di solo il 10% di acqua reflua lattiero-casearia come fonte di nutrienti ha aumentato notevolmente l’attività fungina, portando a un’elevata rimozione degli inquinanti in sei giorni, anche in questo contesto non sterile e realistico.

Quanto più pulita diventa l’acqua?

Nelle condizioni operative scelte—effluente cartario al 50%, acqua lattiero-casearia ricca di nutrienti e dose fungina maggiore—il sistema ha rimosso circa il 94% della COD e approssimativamente il 36% del colore. Ha inoltre ridotto la domanda biologica di ossigeno a cinque giorni (BOD5) di oltre il 95% e rimosso quasi la metà della lignina. Metalli pesanti come alluminio, titanio, stagno e zinco sono diminuiti drasticamente, in alcuni casi oltre il 90%. Le analisi chimiche hanno mostrato che molti dei composti aromatici complessi presenti all’inizio sono scomparsi dopo il trattamento, sostituiti da molecole più semplici e acidi organici, riflettendo la degradazione da parte dei funghi di strutture simili alla lignina in frammenti minori e meno dannosi.

Da tossico a compatibile con le piante

Per verificare se l’acqua trattata fosse effettivamente più sicura, i ricercatori hanno effettuato test di germinazione con semi di fagiolo mungo. Le miscele non trattate di effluenti cartacei e lattiero-caseari, soprattutto ad alta concentrazione, hanno fortemente ostacolato la crescita delle radici e indicato una marcata tossicità. Dopo il trattamento fungino nelle condizioni ottimali, i semi sono cresciuti molto meglio anche in effluente non diluito, e l’indice di fitotossicità calcolato è diminuito di oltre la metà. Questo dimostra che il processo non si limita a spostare gli inquinanti: riduce realmente il loro impatto nocivo sugli organismi viventi.

Chiudere il cerchio nell’uso industriale dell’acqua

Nel complesso, lo studio dimostra che accoppiare l’effluente di carta riciclata con le acque reflue lattiero-casearie e una selezione accurata di funghi può trasformare due passività ambientali in un sistema più pulito e circolare. Senza costose sterilizzazioni o dosaggi chimici, il processo riduce significativamente l’inquinamento, rimuove alcuni metalli e rende l’acqua molto meno tossica, favorendo al contempo un maggiore riuso all’interno dello stabilimento. Per un pubblico generale, il messaggio chiave è semplice: lasciando che i microbi giusti si nutrano dei rifiuti di un settore per depurare quelli di un altro, possiamo risparmiare acqua, ridurre i costi e alleviare il carico su fiumi e terreni.

Citazione: Kamali, H., Gholami, M., Ehrampoush, M.H. et al. Dairy wastewater valorization enhances white rot fungi performance in recycled paper effluent treatment. Sci Rep 16, 8345 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35695-z

Parole chiave: acque reflue carta riciclata, acque reflue lattiero-casearie, funghi lignivori, biorisanamento, economia circolare