Crisi idrica | Unife partecipa a SERPIC, progetto europeo per il riciclo dell’acqua in agricoltura

Anche in Italia, l’acqua inizia a essere percepita come un bene prezioso. Per fronteggiarne la scarsità per l’irrigazione dei campi una soluzione può essere il riuso associato alle energie alternative.

In questo ambito si inserisce il progetto di ricerca SERPIC cui partecipa la Professoressa Paola Verlicchi con il suo gruppo di ricerca in Ingegneria Sanitaria-Ambientale del Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Ferrara. 

“Guidati dal paradigma One Water One Health, ci siamo focalizzati sul tratto del ciclo urbano dell’acqua. “L’obiettivo di SERPIC è produrre una tecnologia in grado di eliminare dall’acqua che esce dagli impianti di depurazione sia ciò che va rimosso secondo la normativa vigente sia i cosiddetti Contaminants emerging concern (CECs). I CECs, o contaminanti emergenti, sono principalmente farmaci, prodotti per la cura personale e della casa, microrganismi, antibiotici presenti in quantità spesso significative nelle acque non potabili e che al momento non sono regolamentati. Eliminati tali inquinanti, l’acqua verrà utilizzata per l’irrigazione dei campi o ritornerà ai corsi d’acqua”, spiega la professoressa Verlicchi.

Il progetto, iniziato a settembre 2021, è finanziato dal programma Horizon 2020 della Comunità Europea e dal MUR, è coordinato dall’istituto tedesco Fraunhofer-Gesellschaft e.V. e coinvolge partner afferenti a istituti di ricerca, università e aziende.

Il gruppo di ricerca in Ingegneria Sanitaria-Ambientale del Dipartimento di Ingegneria di Unife, da sinistra: Paola Verlicchi, Andrea Ghirardini, Vittoria Grillini, Barbara Topolovec e Angela Moratalla, nel parco davanti al dipartimento.

Ispirati dalla sostenibilità e dalle future regolamentazioni

SERPIC è uno dei diciotto progetti finanziati nella call JPI - Acquatic Pollutants, uniti dal medesimo filo conduttore: la ricerca della presenza di CECs (specialmente batteri e geni antibiotico resistenti), il monitoraggio nei vari comparti ambientali (acqua e suolo) e la loro capacità di bioaccumularsi, cioè di fissarsi e concentrarsi all’interno dei tessuti di un organismo vivente.

“L’idea del progetto è nata da alcuni gruppi che avevano già collaborato a SafeWaterAfrica con l’intento di rispondere a diverse richieste e obiettivi sollevati dall’Unione Europea e da organizzazioni internazionali, come i Sustainable Development Goals (SDGs) delle Nazioni Unite, i piani di sicurezza per la sanificazione dell’acqua definiti dall'Organizzazione Mondiale della Sanità e la direttiva europea del 2020 che ha definito i requisiti minimi per il riuso delle acque trattate e che verrà applicata a partire dal 2023”, sottolinea Verlicchi. 

Il ruolo di Unife: identificazione, monitoraggio e definizione di nuove linee guida

Unife è responsabile della parte iniziale dello studio e si è occupata dell’individuazione dei contaminanti tramite un'indagine bibliografica e analisi di campioni reali.

“Abbiamo caratterizzato gli effluenti secondari dei depuratori in quattro regioni tipiche dell'area mediterranea -  Portogallo, Spagna, Italia - e del Sud Africa. Un lavoro complesso, che ha portato a una raccolta di una ingente quantità di dati su ben 280 composti".

“Per il progetto abbiamo scelto sei contaminanti emergenti: quattro farmaci, un microrganismo patogeno e un batterio/gene antibiotico resistente. Li andremo a monitorare sempre nell'acqua grezza, cioè nell’effluente secondario, nell’effluente trattato, nel suolo e nelle piante, mentre altri ventiquattro - ancora da definire - verranno verificati una tantum”, aggiunge Verlicchi.

Oltre ai test, alle coltivazioni e alla realizzazione dell’impianto pilota, il progetto prevede il coinvolgimento di diversi stakeholder.

“Nel 2024 organizzeremo un Workshop conclusivo a Ferrara sul tema del riuso delle acque e sui rischi connessi, perché anche la disseminazione è una parte integrante del progetto. Saremo, inoltre, responsabili della definizione di linee guida, e dovremo esserne anche i promotori, realizzando un report finale che sia utile per supportare decisioni a livello nazionale e internazionale in questo campo.”

Dalle analisi in laboratorio alle prove in campo

Il progetto prevede diversi scambi di ricercatrici e ricercatori fra le sedi, soprattutto durante la campagna sperimentale sui campi prova pilota in Spagna, perché collaborare in presenza durante le parti cruciali permette di massimizzare le sinergie e migliorare il lavoro di squadra. 

“Anche noi di Ferrara andremo in Spagna, presso l’Università de Castilla-La Mancha con soggiorni di 2-3 settimane per effettuare le analisi su patogeni e contaminanti emergenti, mentre quelle sui batteri/geni antibiotico resistenti verranno eseguite all’Università Stellenbosch in Sud Africa. Inoltre, il nostro gruppo collaborerà alla messa a punto di un bioassay, ovvero un test tossicologico che riesca a combinare l'effetto biologico e chimico di un contaminante e quindi capire quanto danno può arrecare alla salute umana e del pianeta se resta nell'ambiente, e quindi ha la capacità di accumularsi o bioaccumularsi.”

Un progetto ad alto livello di readiness

A proposito del TRL(Technology Readiness Level), ossia il grado di maturità della tecnologia, la professoressa Verlicchi afferma:

“Ci aspettiamo di poter arrivare ad un alto TRL. Puntiamo a sviluppare una tecnologia che possa avere delle applicazioni reali e immediate, perché l’effluente secondario è presente dove c'è un agglomerato urbano e c'è sempre che ci sia siccità o che non ci sia.
Inoltre, non deve essere sottovalutata la possibilità di contribuire alla crescita economica dei paesi a basso e medio reddito come il Sud Africa, perché favorire l’economia locale significa creare nuovi posti di lavoro, ma anche salvaguardare la stabilità sociale”.

Per saperne di più

SERPIC (Sustainable Electrochemical Reduction of contaminants of emerging concern and Pathogens in WWTP effluent for Irrigation of Crops) è un progetto internazionale finanziato nell'ambito del programma Horizon 2020 e coordinato dal Fraunhofer-Gesellschaft e.V. - Fraunhofer Institute for Surface Engineering and thin Films (IST) e dal Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE - Istituti di ricerca (Germania).

Le università partner del progetto sono: l’Università degli Studi di Ferrara, Universidad de Castilla-La Mancha (Spagna), Universidade do Porto (Portogallo) e la Stellenbosch University (Sud Africa). Fa parte della rete anche l’Istituto di ricerca Norwegian Institute for Water Research (Norvegia). 

Sono inoltre coinvolte le imprese SolarSpring GmbH (Germania), AdP VALOR, Serviços Ambientais (Portogallo).

Gli stakeholder italiani che hanno manifestato interesse al progetto: Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri di Milano, Istituto Superiore di Sanità (ISS), Agenzia Territoriale dell’Emilia Romagna per i Servizi Idrici e Rifiuti (ATERSIR), Agenzia prevenzione ambiente energia Emilia-Romagna (ARPAE), HERA SpA, Autorità di Bacino Distrettuale del Fiume Po, Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)

Link utili

• http://www.ricercainternazionale.miur.it/era/eranet-cofund-(h2020)/aquatic-pollutants.aspx
• https://www.jpiamr.eu/projects/serpic/#call
• https://www.oecd.org/water/oecdworkshoponmanagingcontaminantsofemergingconcerninsurfacewaters.htm

Intervista a cura di Lara Cantiani del master in Giornalismo Scientifico e Comunicazione Istituzionale della Scienza di Unife