Uno studio svela come l’estratto dei semi di una pianta possa sostituire i coagulanti chimici nella rimozione del PVC dall’acqua potabile

La Moringa oleifera continua a sorprendere la comunità scientifica. Nota da secoli per il suo eccezionale profilo nutrizionale, questa pianta si sta oggi rivelando un’alleata inaspettata nella lotta contro uno degli inquinanti più insidiosi dei nostri tempi: le microplastiche. Un recente studio condotto presso l’Istituto di Scienza e Tecnologia dell’Università Statale di San Paolo (ICT-UNESP) a São José dos Campos, in Brasile, ha infatti dimostrato come l’estratto dei suoi semi possa sostituire i coagulanti chimici in uso nei sistemi di rimozione degli inquinanti, offrendo una soluzione biologica, economica e ad alta efficienza per la depurazione dell’acqua potabile.

Moringa oleifera: l’albero dei miracoli contro le microplastiche

Alcuni la conoscono come “albero del rafano”, per via del forte odore delle sue radici, che contengono oli di senape. Altri la chiamano “albero dei miracoli” o malunggay (letteralmente “albero salva-vita”), perché ogni sua parte ha delle proprietà benefiche. E in effetti la Moringa oleifera – originaria del subcontinente indiano e oggi diffusa in buona parte della fascia tropicale ed equatoriale – viene usata da secoli in cucina e nella medicina tradizionale, e più recentemente ha trovato impiego come prodotto per la pulizia domestica, come pesticida e come biofuel.

La Moringa oleifera è anche una delle rarissime piante a contenere l’intera gamma degli aminoacidi necessari per il fabbisogno proteico, inclusi quelli che il nostro corpo non è in grado di produrre. Ma le sue proprietà miracolose, a quanto pare, non finiscono qui. Gli estratti dei semi di questa pianta, infatti, sembrano essere una delle alternative più promettenti all’uso di coagulanti sintetici nella rimozione delle microplastiche dall’acqua.

Sono ormai diversi anni che i ricercatori stanno studiando il potenziale di questi estratti nel trattamento delle acque potabili. Un nuovo studio brasiliano, però, sembra finalmente confermare la loro efficacia in due metodi molto diffusi per la potabilizzazione dell’acqua: la filtrazione diretta, che prevede il passaggio attraverso un filtro dopo un processo di flocculazione in vasca, e la filtrazione in linea, un sistema che prevede l’iniezione del reagente direttamente nel tubo che porta l’acqua al filtro.

Estratto di semi di moringa per depurare le acque: il nuovo studio

La nuova ricerca, finanziata dalla São Paulo Research Foundation (FAPESP) nell’ambito del progetto “Filtrazione diretta e in linea per la rimozione delle microplastiche dall’acqua potabile”, ha indagato l’efficienza dell’estratto salino dei semi di Moringa oleifera nella rimozione di microplastiche di cloruro di polivinile invecchiato da acqua potabile a bassa torbidità.

Come spiegano i ricercatori, la scelta è ricaduta sul PVC poiché si tratta di una delle plastiche più pericolose per la salute umana (il suo potenziale mutageno e cancerogeno è ormai ben documentato) nonché una delle più diffuse sulle superfici dei corpi idrici e nelle acque trattate con processi tradizionali. Nel 2024, si legge nello studio, le microplastiche di PVC rappresentavano il 12,8% della produzione mondiale totale di plastica, classificandosi al terzo posto in termini di volume di produzione dopo il polietilene e il polipropilene.

Per simulare i processi naturali e riprodurre le proprietà delle microplastiche realmente disperse nell’ambiente, i ricercatori hanno invecchiato artificialmente il PVC utilizzando radiazioni ultraviolette. L’acqua contaminata da questo PVC invecchiato, poi, è stata sottoposta a coagulazione e filtrazione in un Jar Test, un dispositivo che riproduce i processi di trattamento delle acque su piccola scala. I risultati sono stati quindi confrontati con quelli degli stessi test eseguiti su acqua trattata con solfato di alluminio, un composto utilizzato nei trattamenti tradizionali.

“Abbiamo dimostrato che l’estratto salino dei semi ha un’efficacia simile al solfato di alluminio, utilizzato negli impianti di depurazione per coagulare l’acqua contenente microplastiche. In acque più alcaline, le sue prestazioni sono risultate addirittura superiori a quelle del prodotto chimico”.

spiega Gabrielle Batista, prima autrice dello studio, all’Agência FAPESP.

L’importanza della coagulazione nella rimozione delle microplastiche

In una ricerca precedente, il team aveva dimostrato l’efficacia dei semi di moringa per la coagulazione in un ciclo completo di trattamento delle acque, un processo che comprende flocculazione, sedimentazione e filtrazione. Nello studio appena pubblicato ci si è invece concentrati sulla filtrazione diretta e sul trattamento dell’acqua tramite filtrazione in linea. In quest’ultimo processo – adatto alle acque a bassa torbidità, cioè che non richiedono molti passaggi preliminari – l’acqua viene coagulata, il che destabilizza le particelle, e poi passa attraverso un filtro a sabbia.

Quale che sia il metodo di rimozione, comunque, la coagulazione resta il passaggio chiave: senza di essa, il flusso del fluido e la naturale repulsione elettrostatica tra le particelle impedirebbero loro di fermarsi, permettendo al PVC di oltrepassare i filtri.

Gli inquinanti, spiegano i ricercatori, hanno una carica elettrica negativa sulla loro superficie; oltre a respingersi a vicenda, respingono anche la sabbia dei filtri. Perciò i coagulanti, come il solfato di alluminio, sono fondamentali: questi introducono nell’acqua delle cariche positive che “schermano” quelle negative superficiali: abbattendo tale barriera energetica, le particelle possono finalmente avvicinarsi al punto da permettere alle forze attrattive di London-van der Waals di prevalere, garantendo l’adesione al materiale filtrante.

Una soluzione necessaria (e un piccolo inconveniente da risolvere)

I risultati principali del nuovo studio dimostrano che l’estratto di semi di moringa raggiunge un’efficienza di rimozione (superiore al 98%) paragonabile a quella dell’allume, operando efficacemente in un intervallo di pH più ampio e offrendo significativi vantaggi operativi per gli impianti di trattamento delle acque. I ricercatori hanno anche dimostrato che la filtrazione in linea, usando la Moringa oleifera, offre prestazioni equivalenti alla filtrazione diretta – cosa che elimina la necessità di flocculazione ad alta intensità energetica, riducendo notevolmente i costi dell’operazione.

Come spiega Adriano Gonçalves dos Reis, che ha coordinato la ricerca:

“L’unico inconveniente riscontrato finora riguardo al solfato di alluminio è l’aumento della materia organica disciolta, la cui rimozione potrebbe rendere il processo più costoso. Tuttavia, su piccola scala, ad esempio in proprietà rurali e in piccole comunità, il metodo potrebbe essere utilizzato in modo economico ed efficiente”.

La ricerca futura, ma vale un po’ per tutte le alternative naturali ai coagulanti sintetici, dovrebbe concentrarsi sui metodi di purificazione dei semi, in modo da minimizzare il rilascio di materia organica mantenendo al contempo l’efficacia del coagulante naturale. Quel che è certo è che abbiamo bisogno di un’alternativa che sia sostenibile e sicura per la salute umana:

“C’è un crescente controllo normativo e preoccupazioni per la salute riguardo all’uso di coagulanti a base di alluminio e ferro, poiché non sono biodegradabili, lasciano residui tossici e comportano rischi sanitari. È per questo che la ricerca di alternative sostenibili si è intensificata”,

conclude Reis.

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