Acque Reflue dei Pesticidi: Scarico Diretto o Indiretto? La Sfida del Trattamento Svelata

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un’immersione in un argomento tanto tecnico quanto cruciale per il nostro pianeta e la nostra salute: il trattamento delle acque reflue provenienti dalla produzione di pesticidi. Sappiamo tutti quanto l’agricoltura sia fondamentale, ma con una popolazione mondiale in crescita, anche la domanda di pesticidi è schizzata alle stelle. La Cina, ad esempio, è diventata il più grande produttore ed esportatore mondiale. Ma cosa succede all’acqua utilizzata in questi processi produttivi? Beh, diciamo che non è esattamente acqua di sorgente.

Queste acque reflue sono un cocktail complesso e spesso tossico. Parliamo di inquinanti organici ostici, metalli pesanti, e talvolta anche i principi attivi stessi dei pesticidi. Insomma, un bel grattacapo per l’ambiente se non gestite a dovere. Recentemente mi sono imbattuto in uno studio affascinante che ha messo sotto la lente d’ingrandimento come diverse aziende produttrici di pesticidi in Cina affrontano questo problema, concentrandosi su due approcci principali: lo scarico diretto e lo scarico indiretto. E le differenze, vi assicuro, sono notevoli.

Ma che roba c’è dentro quest’acqua?

Prima di capire come trattarla, cerchiamo di capire meglio “il nemico”. Lo studio ha analizzato le acque di sei diverse aziende. La prima cosa che salta all’occhio è che l’inquinamento organico è davvero pesante. Parametri come il COD (Chemical Oxygen Demand) e il BOD5 (Biochemical Oxygen Demand), che misurano la quantità di ossigeno necessaria per degradare chimicamente e biologicamente le sostanze organiche, raggiungono valori altissimi.

Pensate che in un’azienda che produceva paraquat (un erbicida piuttosto noto e controverso), il COD arrivava a 95.600 mg/L e il BOD5 a 48.400 mg/L! Valori enormi. Un altro dato interessante è il rapporto BOD5/COD (B/C), che ci dice quanto di quell’inquinamento organico sia facilmente “digeribile” dai batteri nei trattamenti biologici. Bene, in generale, questo rapporto era molto basso (≤ 0,25), indicando che queste acque sono poco biodegradabili. Tradotto: sono difficili da trattare con i metodi biologici standard.

Oltre all’inquinamento organico, c’è anche un’elevata concentrazione di sali, misurata come TDS (Total Dissolved Solids). Nell’azienda del paraquat, si arrivava a 336.000 mg/L! Questo complica ulteriormente il trattamento. Altri parametri monitorati includevano:

• pH (generalmente tra debolmente acido e debolmente alcalino)
• Colore (molto variabile, altissimo nel caso del paraquat)
• TSS (Total Suspended Solids)
• Azoto totale (TN) e Ammoniacale (NH3–N)
• Fosforo totale (TP)
• Carbonio Organico Totale (TOC)

Insomma, un quadro complesso e sfidante.

Scarico Diretto vs. Indiretto: Due Filosofie a Confronto

E qui veniamo al cuore della questione. Come vengono gestite queste acque? Ci sono due modalità principali:

1. Scarico Diretto (Direct Discharge Enterprises – DDEs): Queste aziende, spesso situate fuori dai parchi industriali chimici (CIPs), devono trattare le loro acque reflue internamente fino a raggiungere limiti molto stringenti, per poi scaricarle direttamente in corpi idrici ambientali (fiumi, laghi, ecc.).
2. Scarico Indiretto (Indirect Discharge Enterprises – IDEs): Queste aziende, tipicamente localizzate all’interno di parchi industriali chimici, effettuano un pre-trattamento delle loro acque per rispettare limiti meno severi (limiti di scarico indiretto), e poi convogliano le acque pre-trattate all’impianto di trattamento centralizzato del parco industriale (WWTP del CIP), che si occuperà del trattamento finale prima dello scarico nell’ambiente.

Lo studio ha esaminato due DDEs e quattro IDEs (situate in quattro diversi CIPs). La logica vorrebbe che i limiti più severi per le DDEs le spingano ad avere processi di trattamento più complessi ed efficaci. Sarà vero?

I Risultati: Chi Vince la Sfida del Trattamento?

I dati parlano chiaro: le DDEs performano mediamente meglio. I loro processi di trattamento sono risultati più complessi (spesso includendo tecnologie avanzate come l’osmosi inversa o l’evaporazione) e questo si traduce in:

• Maggiore efficienza di rimozione media degli inquinanti: 85,50% per le DDEs contro il 73,13% per le IDEs (considerando il pre-trattamento interno).
• Maggiore tasso di conformità agli standard: 100% per le DDEs contro il 75% per le IDEs (alcune IDEs non rispettavano i limiti di scarico indiretto per alcuni parametri come colore, COD, BOD5, azoto).

Anche gli impianti centralizzati dei parchi industriali (che ricevono le acque dalle IDEs) non sempre riuscivano a rispettare i limiti finali, come nel caso del parco C-2 dove BOD5 e TOC superavano gli standard.

Perché questa differenza? Le DDEs, avendo la responsabilità totale dello scarico finale e limiti più stringenti, sono costrette ad investire in tecnologie più performanti. Le IDEs, invece, si affidano in parte all’impianto centralizzato del parco. Tuttavia, la qualità dell’acqua che arriva a questi impianti centralizzati può variare enormemente a seconda delle diverse aziende che vi scaricano, rendendo il trattamento più complesso e talvolta meno efficace per alcuni inquinanti specifici. Ad esempio, la rimozione di TSS, TP e TDS è risultata particolarmente problematica e variabile per le IDEs.

Tecnologie in Campo e Suggerimenti per Migliorare

Lo studio ha anche analizzato i processi di trattamento utilizzati. Si va da metodi biologici (come UASB, A/O, MBR) a trattamenti chimico-fisici avanzati (Fenton, ozonizzazione, adsorbimento su carbone attivo, membrane come nanofiltrazione (NF) e osmosi inversa (RO), evaporazione).

Le DDEs tendevano ad avere catene di trattamento più complete, spesso includendo membrane RO e/o evaporazione, particolarmente efficaci per rimuovere i sali disciolti (TDS), un punto debole per molte IDEs. La combinazione “NF–RO–evaporazione” è stata suggerita come tecnicamente valida per affrontare alte salinità e raggiungere obiettivi di “zero scarico liquido”, anche se i costi sono elevati. Per problemi come l’alta concentrazione di solidi sospesi (TSS), tecniche come l’elettrocoagulazione (EC) si sono dimostrate promettenti.

Cosa si può fare per migliorare la situazione generale? Lo studio propone alcuni suggerimenti mirati:

• Per le DDEs: Integrare processi di adsorbimento (es. con resine o carboni attivi) nella fase di pre-trattamento, specialmente per catturare molecole specifiche e difficili.
• Per le IDEs e i CIPs:
  • Effettuare una valutazione della qualità dell’acqua in ingresso al CIP, classificando le aziende in base al grado di inquinamento.
  • Gestire separatamente le acque più problematiche, magari intensificando i controlli.
  • Potenziare i processi di trattamento centralizzati del CIP in base agli inquinanti specifici presenti.
  • Introdurre indici di tossicità (come test su organismi acquatici, es. uova di zebrafish, già introdotti nel nuovo standard cinese GB 21523–2024) per avere una valutazione più completa del rischio ambientale, non basata solo sui singoli parametri chimici.
  • Gestire adeguatamente le acque di bypass durante eventi piovosi, magari usando sistemi ecologici come zone umide costruite.
• In Generale: Promuovere la produzione più pulita, ottimizzare continuamente i processi di trattamento e accelerare l’introduzione di standard specifici per i diversi tipi di pesticidi prodotti.

Concludendo…

La gestione delle acque reflue dalla produzione di pesticidi è una sfida complessa, ma fondamentale. Questo studio ci mostra chiaramente che l’approccio allo scarico (diretto vs. indiretto) ha un impatto significativo sull’efficacia del trattamento e sulla conformità agli standard. Le DDEs, spinte da limiti più severi, sembrano ottenere risultati migliori, ma entrambe le modalità richiedono ottimizzazioni.

L’introduzione di tecnologie avanzate, una migliore gestione all’interno dei parchi industriali, e soprattutto l’adozione di standard più completi che includano la valutazione della tossicità biologica, sembrano essere le strade maestre da percorrere. È un campo in continua evoluzione, dove ricerca, tecnologia e regolamentazione devono andare di pari passo per proteggere le nostre preziose risorse idriche.

Fonte: Springer