Caratterizzazione delle biomasse nei processi biologici di depurazione: metodi fisici, attività biologica, metaproteomica.

Nei processi di depurazione delle acque reflue, tra i quali il più largamente adottato è il processo a fanghi attivi, la degradazione biologica degli inquinanti è principalmente a carico dei batteri. Il fango attivo è una miscela acquosa di microrganismi, sostanze organiche e inorganiche con un alto grado di eterogeneità, e per determinarne le caratteristiche sono necessari più livelli d'indagine. I metodi fisici indagano le miscele biologiche dal punto di vista della frazione di materiali solidi e delle caratteristiche reologiche e di filtrabilità. Questo livello di caratterizzazione è essenziale nell'ottica del successivo trattamento e smaltimento dei fanghi. In questo senso le caratteristiche da determinare sono la sedimentabilità, la filtrabilità del fango e la viscosità. Inoltre il dimensionamento degli impianti di depurazione è basato sulla capacità di rimozione dei nutrienti e delle sostanze organiche disciolte. Quindi la conoscenza dell'attività delle biomasse e della degradabilità biologica dei reflui trattati è importante per modellizzare i trattamenti biologici ai fini della progettazione e del monitoraggio degli impianti. Le tecniche respirometriche consentono di effettuare queste valutazioni. Infine, la genomica delle comunità microbiche (metagenomica) ormai consente specifiche caratterizzazioni su base genetica. In modo ancora più specifico, l'individuazione di marker proteici tipici di determinate criticità operative o ambientali può contribuire a prevenirle o porvi rimedio. Infatti le proteine, a differenza dei geni, sono soggette a un continuo turnover e spesso la loro espressione cambia quantitativamente e qualitativamente in base alle condizioni ambientali. La proteomica studia il set proteico di una cellula, mentre per la caratterizzazione funzionale di interi consorzi microbici si è sviluppata la metaproteomica. L'IRSA è impegnato da diversi anni nello sviluppo e applicazione di queste metodiche di caratterizzazione dei fanghi attivi.