Le emissioni di odori prodotti dalle centrali di trattamento delle acque reflue sono un problema che puó avere impatti negativi sulla salute umana, sull'ambiente e sull'economia locale. Queste cause sono esplorate, inclusi composti organici volatili e batteri aerotrasportati. Diverse tecnologie di controllo degli odori sono descritte, tra cui scrubber chimici, biofiltri, filtri a carboni attivi, fotobioreattori e luci UV-C. Vengono esaminati due studi che valutano le prestazioni dei biofiltri e le fonti e i rischi per la salute associati ai batteri aerotrasportati nelle centrali di trattamento delle acque reflue, sottolineando l'importanza di affrontare le emissioni di odori da queste strutture a beneficio della società e dell'ambiente.

Il problema della contaminazione ambientale da parte di prodotti farmaceutici e prodotti per la cura della persona (PPCP) è centrale nello sviluppo di nuove tecniche per il trattamento delle acque reflue. I rischi per la salute e l'ambiente non sono trascurabili e i trattamenti delle acque reflue non adeguati alla loro rimozione. L'efficacia ormai accertata degli ultrasuoni nella rimozione di numerosi contaminanti organici ha aperto la strada alla valutazione dei possibili effetti nel trattamento dei prodotti farmaceutici. Di particolare interesse le applicazioni al trattamento del Diclofenac (DCF)). Sono stati analizzati, con varie prove sperimentali, i parametri che influenzano la degradazione del DCF e da questi è emerso che a consentire il processo non sono le reazioni pirolitiche ma piuttosto le reazioni di ossidazione dei radicali idrossilici. Altro fattore di notevole interesse è dato dall'aumento del rapporto BOD5/COD che evidenzia la formazione di sottoprodotti organici biodegradabili. Il trattamento non consente una completa mineralizzazione del campione né l'eliminazione completa tossicità. L'irradiazione ad ultrasuoni può connotarsi quindi come un pre-trattamento a cui associare un trattamento biologico per la completa rimozione del contaminante. 

L’autorizzazione integrata ambientale (AIA) è un procedimento che ha lo scopo di promuovere e perseguire uno sviluppo sostenibile attraverso le migliori tecniche disponibile (MTD) contenute nei BRef. L’autorizzazione è "integrata" perché relativa a più aspetti ambientali e alla loro interazione e persegue una prestazione ambientale ottimale. L’AIA è disciplinata dal D.L. 152/2006 (T.U. ambientale) e il procedimento per il rilascio si concentra sull’analisi della documentazione fornita dall’interessato relativa ai numerosi criteri da osservare definiti dal T.U. Il caso studio riguarda la realizzazione di un impianto di termovalorizzazione dei rifiuti indifferenziati nel rispetto dei requisiti per ottenere il rilascio dell’AIA.

La presenza di contaminanti emergenti (ECs) nell’ambiente rappresenta un aspetto critico a causa dei potenziali impatti negativi che questi contaminanti possono causare minacciando la qualità degli ecosistemi e la salute umana. Sebbene siano presenti a bassi livelli di concentrazione nell’ambiente, gli ECs sollevano grande preoccupazione a causa dei potenziali effetti tossicologici sugli organismi viventi, della capacità di favorire il fenomeno dell’antibiotico resistenza e della scarsa biodegradabilità che ne comporta l’accumulo nell’ambiente con conseguente possibilità di arrivare all’uomo tramite la catena alimentare. Gli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) rappresentano una possibile fonte di diffusione di ECs nell'ambiente poiché i convenzionali processi di trattamento non ne garantiscono una rimozione efficiente. Di conseguenza, l'integrazione di processi di trattamento avanzata nei WWTP risulta essenziale per rimuovere i contaminanti emergenti prima dello scarico o del riutilizzo dell’effluente trattato. Il processo USAMe® e l’integrazione di processi elettrochimici in sistemi di filtrazione (e-MBR, e-SFDMBR) sono esempi di tecnologie innovative per la rimozione di contaminanti emergenti dalle acque reflue.

Il riutilizzo delle acque reflue opportunamente trattate è stato identificato come una delle soluzioni per sopperire alla carenza di risorse idriche. Al riutilizzo sono associati anche ulteriori vantaggi, tra i quali la riduzione dello scarico delle acque reflue depurate nell’ambiente con conseguente riduzione della contaminazione dell’ambiente stesso. Tuttavia, le acque destinate al riutilizzo devono presentare elevata qualità in termini di concentrazioni di contaminanti al di sotto di valori limite. Crescente preoccupazione si ha nei confronti della presenza di metalli pesanti a causa dalla loro potenziale capacità di causare effetti tossici già a basse concentrazioni, rappresentando una minaccia sia alla salute dell’uomo sia alla qualità degli ecosistemi. Tra le tecnologie applicabili per la rimozione dei metalli pesanti, la combinazione di processi elettrochimici e adsorbimento (sistema ibrido EC-AD) e diversi processi a membrana, tra cui le tecniche MEUF e PEUF e l'impiego di membrane nanocomposite adsorbenti, hanno fornito risultati interessanti.

La qualità dell'acqua potabile occupa un posto importante nell'agenda della politica ambientale, ma la regolamentazione degli inquinanti emergenti (CEC) è limitata. Di recente sono stati aggiornati gli standard di qualità tramite l’approvazione di una proposta di revisione della direttiva sull’acqua potabile (Consiglio UE 2020  \cite{2020}), che ha introdotto anche un meccanismo di lista di controllo, che include gli interferenti endocrini e i prodotti farmaceutici. Gli interferenti endocrini sono dei contaminanti ambientali e possono provocare delle problematiche che alterano il funzionamento del sistema endocrino, impattando in maniera negativa sulla salute umana e sulla sicurezza ambientale \cite{legler2019}. È stato riscontrato che gli interferenti endrocrini (EDC) possono compromettere i corpi idrici provocandone l’inquinamento tramite diverse cause, come l’emissione industriale diretta e disordinata e il suolo contaminato eroso dalla superficie o dalle piogge \cite{snyder2009}. I metodi tradizionali come l’adsorbimento fisico e la degradazione biologica non sono capaci ad eseguire una rimozione completa degli EDC nelle acque reflue, dal momento che tali metodi risultano suscettibili ai fattori ambientali come temperatura e pH \cite{yoon2018}. In tali circostanze, gli EDC simili agli estrogeni possono entrare nei corpi umani attraverso l'accumulo biologico, che interrompe gravemente le normali attività fisiologiche influenzando il normale sistema endocrino \cite{yang2020}. Per tale motivo è necessario la determinazione di un approccio efficace, e al contempo rispettoso per l’ambiente, al fine di ottenere una rimozione efficiente degli EDC. In riferimento a tele osservazione nel seguente articolo verranno trattate delle metodologie che consentono un abbattimento dei contaminanti emergenti; in partivolar modo del contaminante BPA.

L’industria alimentare è tra i settori che cresce sempre di più dal punto di vista economico, ciò vuol dire che all’aumento del prodotto ne consegue un aumento della domanda di risorse, in particolare di acqua. La maggior parte degli stabilimenti lattiero-caseari utilizza una propria fonte d’acqua, la quale dovrebbe soddisfare i requisiti, dunque, è obbligatorio il suo trattamento. In questo articolo viene approfondita la gestione delle risorse e la qualità dell’acqua di due stabilimenti lattiero-caseari situati in Polonia. Quindi, si evidenzia il processo tecnico, la qualità dell’acqua e il suo consumo. Ciò, porterà alla riduzione del consumo di acqua e soprattutto al recupero e riutilizzo della stessa senza compromettere la qualità, l’igiene e la sicurezza dei prodotti, ragion per cui, si ha  un miglioramento dal punto di vista della gestione sia della risorsa che del refluo. 

I processi legati ai trattamenti per migliorare la qualità delle acque sono in costante aumento e in costante evoluzione, a causa soprattutto dell'aumento delle acque reflue contaminate. In particolare riguardo il problema della separazione olio/acqua e la rimozione dei composti farmaceutici dalle acque reflue, si sta studiando ed implementando l’utilizzo di membrane multifunzionali. Tra le varie membrane multifunzionali considerate e i vari catalizzatori presi in riferimento, si è studiato più nel dettaglio una membrana multifunzionale in nanofibre elettrofilate di poli(vinilidene fluoruro-esafluoropropilene) (PVDF-HFP), selezionando adeguatamente come catalizzatore le nanoparticelle di WO3 (ossido di tungsteno) e come materiale adesivo i rivestimenti in PDA (polidopamina). Tale membrana ha mostrato diversi vantaggi, soprattutto riguardo vari aspetti multifunzionali (resistenze meccaniche, incrostazioni, filtrazione ecc.); d'altro canto vi sono delle problematiche da superare per perfezionare nel miglior modo possibile tale tecnologia innovativa (maggiore disponibilità dei materiali di rivestimento, maggior controllo del biofouling ecc.).

L’arsenico è considerato uno dei contaminanti più pericolosi per i corpi idrici. La contaminazione è dovuta ad una concentrazione eccessiva di arsenico nell’acqua potabile, nelle acque sotterranee e negli alimenti. L’esposizione all’arsenico da parte dell’uomo proviene sia da fonti naturali che antropiche; tale elemento è presente in natura nell’erosione delle rocce, nell’emissione vulcanica, ma anche in composti sintetici come i pesticidi, fertilizzanti, coloranti tessili, prodotti farmaceutici e soprattutto negli scarichi delle industrie. Inoltre, le proprietà cancerogene e tossiche dell’arsenico comportano notevoli rischi per la salute umana ed è per tale ragione che la contaminazione delle acque è considerata un grave problema di salute pubblica globale. Urge la necessità di implementare nuove soluzioni di purificazione delle acque, che siano sia efficienti che competitive dal punto di vista della sostenibilità ambientale e della convenienza economica. Viene presentato lo stato dell’arte delle tecnologie disponibili per il trattamento delle acque contaminate da arsenico,  ponendo particolare attenzione alla tecnologia a nanofibre elettrofilate a base di alginato di sodio funzionalizzate con chitosan.

Le acque reflue derivanti da giacimenti petroliferi rappresentano un serio rischio per l’ambiente e la salute umana. E' necessario, dunque,  sottoporle ad un trattamento, come il trattamento biologico, flottazione, adsorbimento, MBR. Recenti studi si stanno incentrando sul trattamento elettrochimico in quanto presenta numerosi vantaggi: minimizzazione dei rifiuti, facilità di applicazione, riduzione dei consumi energetici, maggiore economicità. In particolare, il presente lavoro analizza come una diversa configurazione di elettrodi possa condizionare il processo di rimozione dei contaminanti da tali acque reflue. Le configurazioni realizzate sono anodo-catodo-anodo-catodo (ACAC), anodo-catodo-catodo-anodo (ACCA) e catodo-anodo-anodo-catodo (CAAC). Gli esperimenti sono stati condotti per le tre diverse configurazioni variando il pH, la densità di corrente e il tempo di trattamento. È risultato che la configurazione ACAC con CD=100 A/m2, ph=7 e tempo di trattamento 90 min ha la migliore efficienza, pari all’82%.

Le acque reflue possono contenere vari metalli pesanti a seconda del tipo di attività da cui sono generate. Tra questi, uno dei più diffusi è il rame. I metodi comunemente utilizzati per il trattamento delle acque di processo sono la precipitazione chimica e i trattamenti biologici. Tuttavia, la presenza di leganti all’interno delle acque potrebbe rendere inefficienti i processi convenzionali con conseguenti rischi per la salute umana. Tra le diverse soluzioni proposte in letteratura, il presente lavoro analizza l’efficienza di un processo di sostituzione/precipitazione/deposizione/riduzione diretta (ERPDD) con scarti di ferro, recuperati da processi di lavorazione dei metalli, utilizzati come anodo sacrificale per il trattamento delle acque reflue contenenti complessi metallo-leganti. Sono state valutate le efficienze di rimozione del trattamento elettrochimico al variare dei principali parametri che influenzano il processo. Infine, è stato effettuato un confronto dei costi con un processo di sostituzione chimica e precipitazione.

Attualmente si è continuamente esposti a sostanze potenzialmente tossiche per la salute, come nel caso dei composti organici volatili (COV); in questo lavoro sono state individuate le origini di queste sostanze, i possibili danni derivati dall’esposizione con esse, oltre ad alcune tipologie di trattamento per il loro abbattimento. Ci si è soprattutto soffermati sul confronto tra una tecnologia biologica convenzionale, con filtro biotrickling (BTF) ed una innovativa, rappresentata da un fotobioreattore tubolare algale-batterico (TPBR), prendendo in esame l’abbattimento del toluene, uno dei COV più diffusi, appartenente alla famiglia dei BTEX. Il BTF ha supportato efficienze di rimozione medie vicine a quelle ottenute nel TPBR al carico in ingresso più elevato e al tempo di permanenza del gas più basso. Il BTF risulta influenzato dalla presenza di  metaboliti secondari, a questo proposito, integrazione fotosintetica di O2 e CO2 il consumo di microalghe ha migliorato le prestazioni di abbattimento del toluene e la stabilità del processo.

Per il trattamento delle acque reflue solitamente vengono impiegati gli impianti convenzionali a fanghi attivi, i quali si basano su un processo di degradazione biologica della biomassa. All’interno della materia organica presente nelle acque reflue troviamo composti contenenti azoto, principalmente ammoniaca, proteine, urea e nitriti, questi vengono decomposti mediante nitrificazione e denitrificazione da parte dei batteri presenti nella matrice a fanghi attivi. La nitrificazione avviene principalmente in condizioni aerobiche, mentre la denitrificazione si verifica comunemente in assenza di O2. La combinazione di alghe e batteri nei fanghi attivi è stata utilizzata per la degradazione degli inquinanti nelle acque reflue a causa della loro relazione simbiotica; i batteri nei fanghi attivi degradano la materia organica presente nelle acque reflue rilasciando sostanze nutritive e CO2 che vengono utilizzate dalle alghe per la fotosintesi. L'ossigeno rilasciato dalle alghe durante la fotosintesi, viene consumato dai batteri come agente ossidante per la degradazione della materia organica facendo ricominciare il ciclo. Inoltre le alghe, assorbendo CO2 durante la fotosintesi, riducono l’emissione di gas delle acque reflue.

Il fastidio provocato da cattivi odori emanati degli impianti industriali è una problematica sempre più trattata negli ultimi anni; infatti l’esposizione prolungata ad odori sgradevoli può provocare problemi ben più gravi del semplice fastidio, come stress emozionale, disagio, mal di testa, depressione, irritazione oculare, problemi respiratori, nausea e vomito. La problematica maggiore è come definire in modo preciso ed univoco la pressione esercitata dagli odori sull’ambiente, molte metodologie di definizione dell’impatto non sono sempre applicabili, per problematiche dovute al breve periodo di analisi e la scarsezza dei dati da analizzare. Il documento contiene diversi metodi in uso che cercano di avvicinarsi ad una definizione oggettiva del fastidio, andando ad integrare nuovi metodi di valutazione alle metodologie classiche o utilizzando tecniche e strumenti evoluti.

Il presente lavoro affronta, attraverso un lavoro di sintesi e ricerche bibliografiche, le problematiche relative alla contaminazione delle acque da metalli pesanti e i relativi processi per il trattamento degli stessi.  Si spiega innanzitutto cosa sono i metalli pesanti, si informa circa l’esistenza di vari processi per il trattamento delle acque reflue e si approfondiscono i processi che prevedono l’utilizzo di membrane. Si effettua prima una panoramica generale sui processi a membrana, in particolare, la filtrazione, andando anche ad analizzare quello che è il problema del fouling della membrana. Successivamente si analizza l’ultrafiltrazione applicata alla rimozione degli ioni metallici, andando a sottolineare la non efficacia di questo processo se non attraverso l’aggiunta di polielettroliti potenziati. Successivamente si affronta l’adsorbimento e si parla dell’utilizzo di membrane e del fatto che la capacità adsorbente dipende anche dal tipo di adsorbito oltre al fatto che sempre più spesso si utilizzano membrane composite e si è analizzata l’effettiva efficacia del fosfato di zirconio come nanorimpietivo funzionalizzato incorporato in membrane a matrice mista.

L'acqua è una risorsa preziosa e limitata che deve essere protetta e gestita in maniera sostenibile. L’aumento della popolazione, il miglioramento degli standard di vita e l'espansione dell'agricoltura irrigua hanno causato un notevole aumento della domanda globale di acqua. In alcune zone del mondo dove scarseggia la risorsa idrica è indispensabile andare a purificare le acque salmastre o marine per colmare il deficit idrico. Motivo per cui è costantemente attiva la ricerca di nuove tecnologie più prestazionali e maggiormente sostenibili per la desalinizzazione dell’acqua salata presente sulla terra. Negli ultimi anni sta ricevendo un significativo interesse scientifico una nuova tecnologia basata su dispositivi elettrochimici (batterie e super condensatori): la deionizzazione capacitiva (CDI). In laboratorio è stato assemblato un prototipo di pila CDI a 9 celle costituito da elettrodi in feltri di grafite e ne sono state analizzate le  prestazioni e l'efficienza energetica.

Le molecole odorigene presenti nell’aria stimolano i recettori del nostro naso, generando sensazioni fortemente soggettive, legate alle percezioni del singolo essere umano. Tuttavia, quando si parla di emissioni odorigene legate all’attività di impianti, è importante tenere sotto controllo tali quantità emesse, in quanto possono rappresentare una molestia olfattiva se particolarmente intense, frequenti e durature. Per questo motivo nascono gli IOMS (Instrumental Odour Monitoring System), sistemi di monitoraggio di odori, dispositivi intelligenti progettati per essere in grado di misurare la presenza, la tipologia e i livelli di emissioni odorigene provenienti da impianti, così come l’eventuale impatto negativo sull’ambiente e sulla salute umana che essi possono produrre, sia a livello fisico che psicologico. È importante sottolineare, come nell’applicazione della tecnologia IOMS, sia necessario combinare le giuste tecniche, come ad esempio la ANN (Artificial Neural Network) e la LDA (Linear Discriminant Analysis), per ottenere dati il più possibile corretti e affidabili. 

Elementi indesiderati presenti nell'ambiente dovuti all'emissioni di odori, risultano essere difficili da valutare, gestire e prevedere e sono considerati inquinanti atmosferici che possono causare impatti negativi sull'ambiente e sulle persone. Si è passati, quindi,  ad adottare una tecnologia sempre più intelligente (IOMS) per riuscire a valutare gli odori emanati implementando,  sopratutto, tecniche di previsione parametriche e non-parametriche andando ad elaborare un efficace Modello di Quantificazione degli Odori (OQMM). Le tecniche di predizione sono: Artificial Neural Networks (ANN); Multivariate Adaptive Regression Splines (MARSPLINE); Partial Least Sqare (PLS); Multiple Linear Regression (MLR) e Response Surface Regression (RSR). A seguito di studi, si nota come l’applicazione ANN, tecnica non-parametrica, ci permette di ottenere i risultati migliori.