Microinquinanti: l’ozono si conferma efficace per il rispetto delle normative

La presenza di agenti antimicrobici nell’ambiente favorisce lo sviluppo di meccanismi di difesa nei batteri, minacciando l’efficacia dei farmaci. Di fronte a questa sfida, l’impiego dell’ozono figura tra le soluzioni principali a disposizione dell’industria farmaceutica.

Le soluzioni di trattamento classiche mostrano i propri limiti di fronte alle molecole complesse presenti negli scarichi dell’industria farmaceutica come microinquinanti, contaminanti emergenti, molecole recalcitranti. Grazie al suo alto potere ossidante, l’ozono (O₃) offre una risposta tecnica altamente performante. Una soluzione tanto più strategica quanto più le norme ambientali diventano stringenti.

Come degradare molecole progettate per essere il più stabili possibile, e quindi scarsamente solubili e biodegradabili? È questa la sfida posta dal trattamento dei microinquinanti. Una questione sempre più spinosa per l’industria farmaceutica.

 

Una contaminazione documentata

Negli ultimi anni si sono moltiplicati gli studi sull’inquinamento idrico da residui farmaceutici e microinquinanti, ricerche che talvolta hanno ricevuto una vasta eco mediatica, come lo studio del 2022 pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences. Condotto da 127 ricercatori in 104 Paesi.

Questo monitoraggio su 258 fiumi ha dimostrato che la quasi totalità di essi è contaminata da residui di farmaci. Le conseguenze sono ormai note. È accertato che la presenza di agenti antimicrobici nell’ambiente favorisca lo sviluppo di meccanismi di difesa nei batteri, minacciando l’efficacia dei farmaci. Sebbene i rischi a lungo termine legati all’esposizione a basse dosi non siano ancora del tutto documentati, la necessità di agire è impellente. E la normativa riflette questo bisogno.

 

Una pressione normativa sempre più stringente

Per limitare l’impatto ambientale e proteggere la salute pubblica, i regolamenti relativi alla qualità dell’acqua e ai limiti di scarico sono in costante evoluzione e sempre più restrittivi. L’Unione Europea regolamenta le attività manifatturiere in particolare attraverso il REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals).

Questo regolamento europeo, adottato nel 2007, disciplina la fabbricazione, l’immissione sul mercato, l’uso e la gestione dei rischi delle sostanze chimiche nell’UE. Va menzionata anche la Direttiva 2024/3019 relativa al trattamento delle acque reflue urbane. Entrata in vigore all’inizio del 2025, impone alle industrie farmaceutiche e cosmetiche di finanziare almeno l’80% dei costi aggiuntivi legati ai lavori di ammodernamento degli impianti di depurazione necessari per l’eliminazione dei microinquinanti.

Un meccanismo che si basa sul principio “chi più inquina, più paga”. Infine, specificamente in Italia, il D.Lgs. 152/2006 (il Testo Unico Ambientale che recepisce diverse direttive europee) definisce il quadro per la responsabilità dei produttori rispetto ai rifiuti generati dai loro prodotti. Le aziende sono chiamate a ricorrere a processi di trattamento avanzati per gestire reflui complessi contenenti principi attivi e residui chimici.

I microinquinanti: molecole estremamente resistenti

Il problema principale è che questi microinquinanti sono difficili da eliminare negli impianti di depurazione convenzionali, poiché possiedono caratteristiche che li rendono particolarmente tenaci. Per questo motivo vengono definiti anche come “COD duro” o “COD refrattario”. Questo COD (Domanda Chimica di Ossigeno) duro corrisponde alla frazione di materia organica che resiste al trattamento biologico.

Le ragioni sono evidenti: i produttori di farmaci progettano molecole molto stabili affinché raggiungano l’organo bersaglio senza essere distrutte, ad esempio, dall’acido gastrico. Questa stabilità si traduce in bassa solubilità e scarsa biodegradabilità, rendendo inefficaci i processi biologici o di filtrazione classici. I prodotti più problematici includono ormoni, antibiotici, antitumorali, analgesici e antidepressivi.

L’ozono: la soluzione efficace… a patto di gestirne il processo

Di fronte a questa sfida, l’industria farmaceutica dispone di soluzioni valide. L’impiego dell’ozono puro o in combinazione con i carboni attivi figura tra le soluzioni principali. L’ozono (O₃) si è imposto in particolare come soluzione semplice ed economica per gli inquinanti resistenti al trattamento biologico. Ossidante potentissimo, incolore e molto solubile in acqua, l’ozono agisce come un agente chimico mirato, capace di scindere queste strutture molecolari complesse in frammenti più semplici e biodegradabili.

Il trattamento di ozonizzazione è particolarmente adatto per eliminare l’inquinamento residuo, detossificare e distruggere i microinquinanti e il COD duro. Concretamente, l’ozono viene iniettato sotto forma di microbolle nelle acque reflue per ossidare le molecole terapeutiche. Tuttavia, è fondamentale saper gestire il ciclo dell’ozono. A causa della sua instabilità, questo gas deve essere prodotto nel sito di utilizzo tramite un ozonizzatore a partire dall’aria o, più efficacemente, da ossigeno puro.

È questa la soluzione proposta da Air Liquide attraverso l’offerta Nexelia™ per l’Ossidazione Avanzata. Una soluzione chiavi in mano, con un supporto completo che va dai test di laboratorio e prove pilota in loco fino all’esercizio e alla manutenzione.

I vantaggi chiave

L’utilizzo di ossigeno puro per generare ozono offre molteplici vantaggi tecnici ed economici rispetto all’alimentazione ad aria:

– Riduzione dei costi operativi (Opex) e di investimento (Capex)

L’alimentazione dell’ozonizzatore con ossigeno puro riduce il consumo di energia elettrica rispetto ad una alimentazione ad aria. Ad esempio, il consumo per un generatore da 8 kg/h di O₃ passa da 136 kWh a 78 kWh. Risultato: una maggiore concentrazione di ozono (8-12% in massa contro il 3-4% dell’aria) comporta un dimensionamento ottimizzato dell’impianto, con una riduzione del 50-60% dei costi di investimento.

– Competitività rispetto all’incenerimento

La soluzione Air Liquide permette risparmi fino al 30% rispetto ai processi standard di incenerimento. Evita inoltre i costi di trasporto e di combustione dei rifiuti inquinati.

– Riutilizzo degli off-gas

I sistemi Air Liquide consentono di recuperare gli off-gas ricchi di ossigeno (circa il 90% del flusso in entrata) provenienti dall’ozonizzatore per reiniettarli nella vasca biologica. Anche in piccole quantità, l’ozono residuo migliora il funzionamento dei fanghi attivi, riducendo la produzione globale di fanghi biologici in eccesso fino al 50%. Questo riciclo dell’ossigeno rende l’offerta ancora più competitiva, poiché evita l’aggiunta della fase di distruzione dell’ozono residuo, spesso costosa e complessa.

– Sostenibilità e conformità

Air Liquide offre un sistema che elimina i microinquinanti e che si rivela economico e sostenibile, contribuendo al recupero di acqua pulita e materie prime valorizzabili. Soprattutto, l’ozono si afferma come la soluzione collaudata per conformarsi ai requisiti normativi di oggi e di domani.