Efficiency of AZ compound as a bio-desalination and a bio- treatment of saline wastewater and applied for irrigation

L'acqua troppo salata per bere o per coltivare prodotti agricoli è un problema crescente in molte parti del mondo. Quando le acque reflue provenienti da abitazioni e fabbriche si mescolano con il sale, diventano una zuppa tossica che non può essere facilmente pulita con i metodi tradizionali. La sfida è duplice: l'acqua contiene alti livelli di sali disciolti che uccidono le piante, ed è carica di scarti organici e metalli pesanti che avvelenano il suolo. Gli scienziati cercano da tempo modi per usare la natura stessa per risolvere questo problema, rivolgendosi a microrganismi in grado di mangiare i rifiuti o di sopravvivere in condizioni saline. L'obiettivo è trovare un metodo biologico che possa eliminare il sale da quest'acqua rimuovendo contemporaneamente gli inquinanti nocivi, trasformando un prodotto di scarto in una risorsa per l'agricoltura.

In uno studio recente, un ricercatore dell'Università Ain Shams in Egitto ha testato una specifica miscela biologica chiamata composto AZ per vedere se potesse svolgere questo doppio compito. Il composto AZ è una miscela di diversi tipi di batteri, coltivati in laboratorio e mescolati insieme per creare un potente team di pulizia. Il ricercatore ha preso campioni di acque reflue altamente saline, che erano stati raccolti da una stazione di ricerca a Ras-sudr, e li ha inseriti in un reattore controllato. Questo reattore era mantenuto a una temperatura calda e costante e alimentato con aria, imitando un ambiente naturale dove i batteri potessero prosperare. Il team ha aggiunto la miscela batterica all'acqua salata e ha osservato cosa accadeva durante un periodo di due giorni, prelevando campioni a intervalli regolari per misurare i cambiamenti.

I risultati hanno dimostrato che i batteri hanno lavorato rapidamente ed efficacemente. Entro ventiquattro ore, il composto AZ aveva ridotto l' amount di solidi totali disciolti — la misura di tutto il sale e i minerali presenti nell'acqua — di quasi il settanta per cento. L'acqua partiva da un contenuto salino molto elevato, superiore a ventunomila parti per milione, e è scesa a poco più di seimila parti per milione. Questo è stato un calo significativo, trasformando un'acqua che era troppo salata per la maggior parte degli usi in qualcosa di molto più vicino all'essere utilizzabile. Allo stesso tempo, i batteri hanno pulito l'acqua dai suoi scarti organici. Hanno rimosso più dell'ottanta per cento della domanda biologica di ossigeno e della domanda chimica di ossigeno, che sono misure standard di quanto inquinamento sia presente nell'acqua. Hanno anche eliminato quasi tutto il fosfato e una grande parte dell'azoto ammoniacale, che sono nutrienti che possono causare dannose fioriture algali se rilasciati nell'ambiente.

Oltre a pulire l'acqua, il composto AZ ha agito come un filtro per i metalli pesanti. Lo studio ha scoperto che i batteri hanno rimosso quantità significative di elementi tossici come alluminio, ferro, manganese, boro, vanadio e zinco. Ad esempio, il trattamento ha rimosso oltre l'ottanta per cento dell'alluminio e del vanadio, e più del settanta per cento del ferro. Il processo non ha modificato l'acidità dell'acqua, che è rimasta stabile durante tutto l'esperimento. Ciò suggerisce che i batteri non stessero solo mascherando il problema, ma stessero attivamente decomponendo o assorbendo i contaminanti senza creare nuovi squilibri chimici.

Per vedere se quest'acqua pulita fosse effettivamente sicura e utile per l'agricoltura, il ricercatore ha condotto un secondo esperimento utilizzando delle piante di riso. Il riso è una coltura sensibile al sale, e la varietà specifica utilizzata nello studio, nota come Giza 179, è nota per la sua capacità di tollerare una certa siccità e salinità. Il ricercatore ha coltivato il riso in vasi all'interno di una serra, dividendo le piante in tre gruppi. Un gruppo è stato annaffiato con acqua fresca di rubinetto, un altro con l'acqua salata originale non trattata, e il terzo con l'acqua trattata dal composto AZ. Le piante annaffiate con l'acqua salata non trattata non hanno mostrato crescita e hanno prodotto una resa pari a zero. Al contrario, le piante di riso annaffiate con l'acqua trattata sono cresciute vigorosamente. Hanno raggiunto un'altezza di quasi cinquantotto centimetri, hanno prodotto trenta spighe di granella e hanno sviluppato radici e germogli sani. Sebbene non fossero cresciute tanto quanto le piante annaffiate con acqua fresca di rubinetto, erano decisamente superiori alle piante che non avevano ricevuto alcun trattamento.

Lo studio conclude che il composto AZ è un metodo praticabile per trasformare le acque reflue saline in una risorsa per l'irrigazione. Utilizzando una miscela di batteri, l'acqua può essere desalinata e pulita dagli scarti organici e dai metalli pesanti in un unico processo. È stato dimostrato che l'acqua trattata può sostenere la crescita del riso, una coltura alimentare primaria, in condizioni di serra. Ciò suggerisce che un approccio biologico del genere potrebbe offrire una soluzione pratica per le regioni in cui l'acqua dolce è scarsa e le acque reflue saline sono abbondanti, a patto che il metodo possa essere scalato e testato in campi aperti. La ricerca evidenzia come i lavoratori microscopici della natura stessa possano essere sfruttati per risolvere problemi ambientali complessi, trasformando un flusso di rifiuti pericolosi in acqua capace di aiutare ad nutrire una popolazione.