Perdita di elementi dai residui di liquor verde di 16 cartiere svedesi tra il 2017 e il 2019

Trasformare due problemi di rifiuti in una soluzione

In Svezia e nel resto del mondo, migliaia di vecchie miniere metalliche perdono silenziosamente acque acide ricche di metalli in torrenti e suoli vicini. Bonificare questi siti diffusi è costoso e complesso, soprattutto quando si tratta di luoghi storici il cui paesaggio non può essere modificato. Allo stesso tempo, le cartiere producono grandi volumi di residui di liquor verde, un materiale gessoso che di solito viene smaltito in discarica. Questo studio valuta se quel sottoprodotto industriale possa essere riutilizzato in sicurezza per attenuare il drenaggio acido delle miniere, trasformando un rifiuto in uno strumento per la riparazione ambientale.

Che cosa è questo materiale inaspettato

I residui di liquor verde si formano quando le cartiere recuperano i reagenti usati nella cottura della cellulosa. Le pezzature di legno vengono bollite in soluzioni fortemente alcaline per separare le fibre; il liquido esausto viene poi bruciato e trattato per riciclare i prodotti chimici. Durante questi processi si genera un residuo simile a fango che contiene calce residua, composti sodici e tracce di metalli. È fortemente basico, può tamponare l’acidità e tende ad aderire ad altre particelle se miscelato. Poiché quasi tutto viene oggi conferito in discarica, trovare una via di riutilizzo sicura potrebbe ridurre sia i costi di smaltimento sia l’impronta ambientale dell’industria cartaria.

Come i ricercatori lo hanno messo alla prova

Per capire come si comporta nella pratica, gli autori hanno raccolto 71 campioni di residui di liquor verde da 16 cartiere svedesi nel corso di due anni. Invece di studiare uno o due campioni, hanno deliberatamente coperto un’ampia gamma di cartiere, stagioni e condizioni di lavorazione. In laboratorio il materiale umido è stato agitato con acqua pura in due fasi, simulando approssimativamente più passaggi di acqua piovana. Successivamente è stata misurata la quantità di una lunga lista di elementi finiti nell’acqua, incluse componenti comuni come sodio e calcio e tracce metalliche potenzialmente dannose come piombo, cadmio, cromo e zinco. Modelli al computer sono stati usati per inferire quali minerali solidi nei residui controllassero ciò che si dissolveva nell’acqua.

Ciò che si liscivia e ciò che resta fermo

I test hanno rivelato una doppia natura. Componenti salini come sodio, potassio e rubidio sono stati facilmente lavati via, con oltre due terzi del loro contenuto totale trasferito nell’acqua nelle condizioni sperimentali. Questi derivavano principalmente da sali semplici e altamente solubili residui dei reagenti di lavorazione della cellulosa e sono responsabili della forte alcalinità del primo deflusso d’acqua. Al contrario, calcio, magnesio, ferro e molti metalli di interesse—come zinco, piombo, nichel e rame—sono rimasti sostanzialmente fissi. Le loro concentrazioni nell’acqua sono risultate basse, spesso ben al di sotto dell’1% delle quantità totali presenti nel solido. La modellizzazione ha indicato minerali come la calcite (una forma comune di calcare), varie idrossidi e ossidi metallici come le principali “serrature” che trattengono questi elementi e ne controllano il lento rilascio.

Sicurezza rispetto ai metalli inquinanti

Poiché i residui di liquor verde possono contenere quantità rilevabili di metalli in tracce, i regolatori devono sapere se il loro impiego su siti minerari potrebbe peggiorare la qualità dell’acqua. Lo studio ha confrontato le quantità lisciviate con le soglie legali svedesi per i materiali destinati alle discariche. Per quasi tutti i campioni, l’acqua derivata dai residui è rimasta al di sotto di quei limiti per elementi chiave come arsenico, bario, cadmio, piombo e zinco; solo pochi campioni anomali hanno superato i limiti per cromo, rame, molibdeno o nichel. È importante notare che questi test di laboratorio sono stati progettati in modo prudente: hanno usato acqua pura e tempi di contatto generosi per favorire la lisciviazione. In contesti reali di miniera, dove i residui sono miscelati a rifiuti acidi e le condizioni evolvono nel tempo, gli autori si aspettano che i tassi di rilascio per la maggior parte dei metalli siano ancora più bassi.

Perché questo è rilevante per le vecchie miniere

Quando residui fortemente alcalini entrano in contatto con rifiuti minerari acidi, possono neutralizzare l’acidità, rallentare la degradazione dei minerali e favorire l’adesione dei metalli ai solidi invece che la loro permanenza in soluzione. Questo studio mostra che, in media, i residui di liquor verde rilasciano solo quantità modeste di metalli problematici, offrendo al contempo un rapido aumento del pH dovuto ai sali solubili e un effetto tampone a lungo termine derivante dai carbonati a dissoluzione lenta. Questa combinazione suggerisce che potrebbero essere iniettati o co-smaltiti con rifiuti solfurei per ridurre l’impatto del drenaggio acido. Se ulteriori prove sul campo confermeranno questi risultati, paesi con cartiere e miniere abbandonate potrebbero affrontare simultaneamente due oneri ambientali—riducendo la necessità di discarica per i residui di lavorazione e migliorando la qualità delle acque attorno ai siti minerari storici.

Citazione: Stahre, N., Sartz, L. & Bäckström, M. Element leaching from green liquor dregs from 16 Swedish pulp and paper mills between 2017 and 2019. Sci Rep 16, 14683 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51421-1

Parole chiave: residui di liquor verde, drenaggio acido delle miniere, bonifica rifiuti minerari, riutilizzo sottoprodotti industriali, lisciviazione dei metalli