I ricercatori dell'Illinois sviluppano un trattamento antifungino per convertire le acque reflue in fertilizzante
A Urbana, Illinois, i ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign stanno sperimentando un approccio sostenibile alla produzione di fertilizzanti che utilizza i rifiuti organici. Attraverso due studi innovativi, il team ha esplorato il potenziale di un trattamento fungino per convertire le acque reflue provenienti dalla liquefazione idrotermale (HTL) in un fertilizzante utilizzabile per le colture agricole.
La liquefazione idrotermale è un processo che trasforma la biomassa umida, come letame suino o rifiuti alimentari, in olio biogreggio utilizzando condizioni di alta temperatura e alta pressione. Questo processo genera un sottoprodotto noto come fase acquosa di liquefazione idrotermale (HTL-AP), che tipicamente contiene preziosi nutrienti racchiusi in forme organiche che non sono facilmente accessibili alle piante e possono anche contenere metalli pesanti tossici.
Paul Davidson, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Agraria e Biologica, ha spiegato: "Mentre l'HTL-AP contiene nutrienti benefici per la fecondazione, i composti organici dell'azoto devono essere scomposti in forme come ammoniaca o nitrato che le piante possono assorbire, e composti tossici i componenti devono essere rimossi."
Il primo studio, condotto dall'allora studentessa del master Vitória Leme, si concentrava sull'impiego di Trametes versicolor, un tipo di fungo del marciume bianco, per trattare l'HTL-AP. I risultati hanno mostrato che il trattamento delle acque reflue con questo fungo per tre giorni ha aumentato significativamente le concentrazioni di nitrati e ammoniaca.
Dopo la laurea di Leme, la studentessa universitaria Karla Lopez ha continuato la ricerca. Nel secondo studio, ha combinato il trattamento fungino con un processo di nitrificazione batterica per convertire ulteriormente l'ammoniaca in nitrato, ottenendo un aumento di 17-volte nella concentrazione di nitrati.
Lopez ha sottolineato che i risultati ottimali sono stati ottenuti quando i microrganismi sono stati mantenuti in acqua con un pH compreso tra 6 e 7,5. Ha osservato: "I nostri risultati suggeriscono anche che il fungo non solo aiuta nel recupero dei nutrienti, ma svolge anche un ruolo nella disintossicazione delle acque reflue".
Basandosi su questi risultati promettenti, il team di Davidson sta ora esplorando l’uso di queste acque reflue trattate per coltivare colture idroponiche, con l’obiettivo di stabilire un modello di economia circolare che riduca al minimo la necessità di trasporto a lunga distanza della biomassa umida. Prevede di integrare questo sistema di trattamento vicino ad allevamenti di suini o strutture agricole simili per semplificare il processo dalla generazione dei rifiuti all’applicazione di fertilizzanti.
La ricerca, sostenuta dall’Istituto nazionale per l’alimentazione e l’agricoltura dell’USDA, segna un passo significativo verso la riduzione del consumo di combustibili fossili nella produzione di fertilizzanti e il miglioramento della sostenibilità delle pratiche agricole.
