Valutazione comparativa del fango attivato e dell’elettrocoagulazione per la rimozione delle microplastiche dalle acque reflue

Perché le piccole plastiche nelle acque reflue contano nella vita di tutti i giorni

Ogni volta che laviamo i vestiti, sciacquiamo contenitori per alimenti o usiamo prodotti confezionati in plastica, minuscoli frammenti di plastica troppo piccoli per essere visti scivolano nello scarico. Queste “microplastiche” possono superare gli impianti di depurazione e finire in fiumi e mari, dove possono essere ingerite dai pesci e, infine, ritornare nei nostri piatti. Questo studio pone una domanda semplice ma importante: quanto bene un tipico impianto di depurazione cittadino rimuove queste particelle, e può un passo di trattamento relativamente semplice impedire che molte più di esse raggiungano l’ambiente?

Piccole plastiche, grande problema ambientale

Le microplastiche sono frammenti e fibre di plastica inferiori ai cinque millimetri—spesso molto più piccoli. Provengono dalla degradazione di sacchetti e bottiglie, dallo sfaldamento dei tessuti sintetici durante il lavaggio e dalle microsfere un tempo usate nei prodotti per la cura personale. Poiché la plastica si frammenta piuttosto che degradarsi completamente, queste particelle possono persistere nell’acqua per anni. Possono essere ingerite da organismi che vanno dal plancton ai pesci, trasportare sostanze chimiche e metalli nocivi sulle loro superfici e ospitare comunità microbiche, inclusi potenziali patogeni. Gli impianti di trattamento delle acque reflue rappresentano un punto critico: gestiscono grandi volumi di acqua e possono intrappolare queste particelle o scaricarle nei corpi idrici a valle.

Uno sguardo ravvicinato a un impianto reale

I ricercatori si sono concentrati su un impianto di depurazione nella città di Kafr Saad, in Egitto, che utilizza un metodo comune chiamato fango attivato, in cui i microrganismi degradano la materia organica. Per un mese in estate hanno raccolto le acque reflue in ingresso e l’acqua finale trattata, quindi hanno processato i campioni con cura per evitare di introdurre fibre estranee dal laboratorio. Hanno usato digestione chimica per rimuovere detriti naturali, separazione per densità per sollevare le plastiche rispetto a granuli più pesanti e filtri fini per catturare particelle fino a meno di un micrometro. Sotto stereomicroscopi ed elettronici hanno contato e fotografato i pezzi, e hanno usato tecniche basate sull’infrarosso e analisi elementare per identificare i tipi di plastica presenti.

Quanto funziona il trattamento attuale e dove mostra limiti

Prima di qualsiasi trattamento, ogni litro di acqua in ingresso conteneva circa 136 particelle di microplastica, per lo più fibre sottili e frammenti irregolari di vari colori. Dopo il passaggio attraverso le fasi standard dell’impianto—incluse vasche di decantazione, aerazione con microrganismi e disinfezione—quel numero è sceso a circa 23 particelle per litro, corrispondente a una rimozione di circa l’83%. Sebbene questo risultato appaia significativo, significa comunque che milioni di particelle possono lasciare l’impianto ogni giorno, specialmente le più piccole e leggere, le più difficili da intrappolare. Le «impronte chimiche» del team hanno mostrato che la maggior parte delle particelle era composta da plastiche di uso quotidiano come polietilene e polipropilene, comunemente impiegate in imballaggi e tessuti, insieme a quantità minori di poliestere, polistirene e altri polimeri.

Aggiungere elettricità per aggregare le plastiche

Per verificare se la rimozione potesse migliorare, gli scienziati hanno testato un passo aggiuntivo chiamato elettrocoagulazione sia sulle acque grezze sia su quelle già trattate. In questo metodo si inseriscono semplici lastre metalliche nell’acqua e si applica una bassa corrente elettrica. Il metallo si dissolve lentamente, rilasciando particelle cariche che favoriscono l’aggregazione delle microplastiche e di altri contaminanti in «flocculi» più grandi che o galleggiano o affondano e possono quindi essere separati. Nel loro reattore di laboratorio, usando lastre di alluminio e condizioni operative moderate, la concentrazione nelle acque reflue pretrattate è scesa a circa 12 particelle per litro e nelle acque già trattate a solo 2 particelle per litro, corrispondenti a efficienze di rimozione superiori al 91%—meglio del solo processo convenzionale. La microscopia e l’analisi elementare hanno confermato che ciò che rimaneva dopo questo passaggio era in gran parte residuo inorganico piuttosto che plastica.

Cosa significa per acque più pulite

Per i non specialisti, il messaggio chiave è che anche gli impianti di depurazione ben gestiti rilasciano microplastiche, ma un trattamento elettrico aggiuntivo e relativamente a bassa tecnologia può rimuovere la maggior parte di ciò che sfugge. Favorendo l’aggregazione dei frammenti plastici e la loro decantazione, l’elettrocoagulazione trasforma una nebbia di particelle difficile da catturare in masse più grandi che possono essere trattate come fanghi. Lo studio suggerisce che installare questo passaggio dopo il trattamento biologico abituale potrebbe ridurre in modo significativo l’inquinamento da microplastiche diretto verso fiumi e mari, senza sovraccaricare il sistema o disturbare i microrganismi che svolgono la pulizia principale. Pur richiedendo prove su scala reale, questo approccio combinato offre un percorso promettente per tenere più plastica fuori dagli ambienti acquatici e, in ultima istanza, lontano dal nostro cibo e dall’acqua potabile.

Citazione: El-Ezaby, K.H., Abou Samra, R.M., Hamzawy, A.H. et al. Comparative evaluation of activated sludge and electrocoagulation for microplastics removal from sewage. Sci Rep 16, 9675 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41175-1

Parole chiave: microplastiche, trattamento delle acque reflue, elettrocoagulazione, fango attivato, inquinamento delle acque reflue