I depuratori svolgono un ruolo essenziale nella pulizia delle acque reflue prima che tornino nei fiumi, laghi e oceani. Mentre completano il processo, rilasciano nell’atmosfera gas serra invisibili ma pericolosi in quantità molto superiore a quanto stimato dalle autorità.
Una ricerca condotta da ricercatori di Princeton e dell’Università della California di Riverside ha rivelato che gli impianti di depurazione delle acque reflue emettono il doppio di metano e protossido di azoto rispetto alle previsioni ufficiali.
Il team ha misurato direttamente le emissioni di 96 impianti negli Stati Uniti, scoprendo che questi siti generano il 2,5% delle emissioni di metano nazionale e l’8,1% di quelle di protossido di azoto nel Paese. Due gas climatici estremamente potenti, finora trascurati dalle politiche di riduzione delle emissioni.
Indice
Emissioni nascoste degli impianti di depurazione in un minuto
Uno studio rivela che gli impianti di trattamento delle acque reflue emettono il doppio di metano e protossido di azoto del previsto. Misurazioni dirette su 96 impianti negli USA mostrano emissioni 2,4 volte superiori per il metano e 1,9 volte per il protossido di azoto rispetto alle stime dell’EPA.
Questi gas, molto più potenti della CO₂, rendono i depuratori responsabili del 2,5% delle emissioni di metano e dell’8,1% di quelle di protossido di azoto negli Stati Uniti. Le vecchie stime erano basate su dati parziali e modelli obsoleti. La nuova ricerca, condotta con un laboratorio mobile, mostra che le emissioni variano nel tempo e tra impianti.
Un piccolo numero di strutture produce la maggior parte dei gas, offrendo opportunità di intervento mirato. Catturare il metano potrebbe anche trasformarlo in energia rinnovabile. L’acqua pulita non basta: serve anche un’aria più pulita. Il futuro dei depuratori deve includere la mitigazione climatica.
Metodi di misurazione diretta per quantificare i gas serra dei depuratori
A differenza delle stime ufficiali dell’EPA, che si basano su modelli teorici e campioni ridotti, i ricercatori hanno adottato un approccio empirico e sistematico. Il team ha equipaggiato un veicolo elettrico con un laboratorio mobile e ha percorso oltre 52.000 miglia in 14 mesi, raccogliendo campioni d’aria intorno a ciascun impianto di depurazione.
Anziché affidarsi ai dati autodichiarati o visitare l’interno delle strutture, i ricercatori hanno mappato i pennacchi gassosi all’esterno, effettuando circa 10 passaggi per sito in diverse stagioni e condizioni meteorologiche. Questo metodo ha consentito di ottenere una misurazione reale, completa e rappresentativa delle emissioni totali provenienti dagli impianti di trattamento delle acque reflue.
Metano e protossido di azoto: i nemici silenziosi del clima
Sebbene l’anidride carbonica sia il gas serra più conosciuto, metano e protossido di azoto posseggono potenziali di riscaldamento significativamente superiori. Il metano intrappola tra 28 e 34 volte più calore della CO₂ su scala centennale, mentre il protossido di azoto è circa 270 volte più efficace nel trattenere il calore atmosferico.
Insieme, i due gas contribuiscono per circa il 22% del riscaldamento globale dal 1800. La ricerca ha evidenziato che i depuratori emettono 1,9 volte più protossido di azoto e 2,4 volte più metano rispetto alle stime dell’EPA. Tale discrepanza ridimensiona significativamente il ruolo degli impianti di depurazione nella crisi climatica globale.
Perché gli impianti di depurazione emettono più gas del previsto
Le vecchie stime si fondavano su dati parziali, spesso derivanti da misurazioni isolate di singole vasche o processi specifici anziché dell’intero impianto di depurazione. I depuratori sono sistemi complessi, costruiti nel tempo con tecnologie diverse. Molti risalgono agli anni ’70, mentre altri sono stati ampliati progressivamente con nuovi moduli.
I microbi che degradano i rifiuti organici producono gas in modo irregolare: un serbatoio può emettere quantità considerevoli di gas un giorno per poi restare praticamente inerte il giorno successivo. Daniel Moore, ricercatore del team, spiega come il team abbia trovato picchi significativi di protossido di azoto in una vasca di aerazione per poi non rilevarne traccia una settimana dopo. Solo misurazioni continue e complete possono cogliere le dinamiche reali della produzione di gas negli impianti di depurazione.
Un problema concentrato negli impianti di depurazione: una soluzione possibile
La buona notizia è che le emissioni nascoste degli impianti di depurazione non sono uniformemente distribuite tra le strutture. Un piccolo numero di depuratori produce la maggior parte dei gas serra rilasciati in atmosfera. Questo significa che interventi mirati potrebbero avere un impatto rapido e significativo sulla riduzione complessiva delle emissioni.
I ricercatori non hanno rivelato i nomi delle strutture per non penalizzare gli operatori, molti dei quali lavorano per enti pubblici focalizzati sulla sicurezza idrica piuttosto che sulle emissioni atmosferiche. Mark Zondlo di Princeton sottolinea che gli operatori sanno di avere emissioni da questi impianti di depurazione, ma spesso ignorano l’entità reale della loro produzione.
Depuratori climaticamente intelligenti: soluzioni tecniche per ridurre i gas serra
Il passo successivo consiste nel collaborare con i gestori degli impianti per identificare le fonti principali di emissione: serbatoi di digestione anaerobica, vasche di aerazione, aree di stoccaggio. Numerose soluzioni tecniche esistono già e sono applicabili agli impianti di depurazione.
Migliorare l’aerazione riduce il metano prodotto, mentre ottimizzare i cicli di trattamento limita la formazione di protossido di azoto. La riparazione delle attrezzature obsolete e la copertura dei serbatoi per catturare i gas sono ulteriori opzioni per contenere le emissioni nascoste degli impianti di depurazione.
Il metano, in particolare, non è solo un inquinante: è una fonte di energia rinnovabile. Catturarlo e bruciarlo per produrre elettricità o calore potrebbe trasformare un costo operativo in una risorsa energetica. Alcuni impianti europei hanno già implementato con successo questo approccio, dimostrando la fattibilità economica della cattura del biogas dai depuratori.
Dalla depurazione dell’acqua alla qualità dell’aria: un approccio integrato
Fino a oggi, l’attenzione si è concentrata quasi esclusivamente sulla qualità dell’acqua: renderla sicura per l’ambiente e la salute umana. Questa ricerca dimostra però che l’impatto dei depuratori non termina quando l’acqua esce dal circuito di trattamento. Le emissioni nascoste degli impianti di depurazione in atmosfera contano altrettanto per la sostenibilità globale.
Z. Jason Ren conclude che la comunità scientifica desidera acqua pulita, ma esiste un altro lato della questione altrettanto importante. Integrare il monitoraggio continuo delle emissioni gassose nella gestione quotidiana dei depuratori è un passo necessario verso una vera sostenibilità ambientale.
Fonte:
Lo studio è stato pubblicato su Nature Water e fornisce dati empirici concreti sulle emissioni nascoste degli impianti di depurazione, aprendo la strada a politiche climatiche più consapevoli e interventi mirati nei depuratori di tutto il mondo.
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