Analytik Jena e i partner della Turingia sviluppano una tecnologia di sensori innovativa per il monitoraggio dei microinquinanti nelle acque reflue
Segnale di partenza per il progetto di ricerca "MikroGraph
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Il lancio del progetto di ricerca "MikroGraph" segna l'inizio di una nuova rete di ricerca della Turingia. L'obiettivo è migliorare il monitoraggio continuo dei microinquinanti nelle acque reflue, in conformità con la nuova direttiva UE sulle acque municipali. A tal fine, Analytik Jena sta lavorando con gli altri partner per sviluppare un nuovo sistema di analisi in loco altamente automatizzato ed economico per il rilevamento di contaminanti chimici, in particolare per l'uso negli impianti di trattamento delle acque reflue.
Finora, l'inquinamento da microinquinanti - come residui farmaceutici, pesticidi o PFAS (composti alchilici perfluorurati e polifluorurati) - è stato solitamente registrato solo in determinati punti, prelevando campioni ed effettuando analisi di laboratorio centralizzate. Con la modifica della Direttiva UE sulle acque reflue urbane del 10 aprile 2024, l'Unione Europea sta inviando un chiaro segnale per la protezione delle acque: a partire dal 2035, i grandi comuni dovranno ridurre dell'80% l'inquinamento da microinquinanti nelle acque reflue, attraverso una raccolta dati più completa e un trattamento mirato [1].
Attualmente, i microinquinanti vengono solitamente analizzati utilizzando campioni individuali, che vengono trasportati in laboratori centrali e lì esaminati. Questo metodo richiede molto tempo e non consente una risposta immediata all'inquinamento acuto. Il progetto di ricerca "MikroGraph" affronta questa sfida con un sistema di misurazione innovativo in grado di registrare la concentrazione di inquinanti direttamente sul posto, consentendo così un rilevamento rapido e affidabile degli inquinanti.
Il nuovo progetto congiunto della Turingia riunisce istituti di ricerca e aziende leader della Turingia:
- Friedrich Schiller University Jena(coordinatore Prof. Dr. Andrey Turchanin, AG Turchanin: sviluppo di nuovi sensori basati sul materiale 2D grafene, AG Stelter: ulteriore sviluppo della tecnologia della colonna di separazione)
- Analytik Jena GmbH+Co KG (confronto con la nuova tecnologia di spettrometria di massa di riferimento e le analisi esistenti)
- Leibniz Institute of Photonic Technology (produzione di componenti litografici)
- IMMS - Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH) & LUCAS Instruments GmbH(acquisizione e controllo elettronico dei dati)
- Microfluidic ChipShop GmbH(sviluppo di microfluidica)
Il sistema MikroGraph si basa su una nuova tecnologia di transistor a effetto di campo al grafene, combinata con componenti collaudati di colonne di separazione e spettrometria di massa. L'obiettivo è creare un sistema di misura modulare, altamente sensibile e personalizzabile, adatto non solo agli impianti di trattamento delle acque reflue ma anche ad altre applicazioni nel campo della salute e della protezione civile.
"La combinazione di una tecnologia di sensori al grafene altamente sensibile e di una tecnologia di laboratorio innovativa apre nuove possibilità per l'analisi ambientale", spiega Oliver Klaeffling, amministratore delegato del Gruppo Analytik Jena. "Stiamo quindi dando un importante contributo all'attuazione delle future normative europee e alla salvaguardia sostenibile della qualità dell'acqua".
In considerazione dei cambiamenti climatici, dell'aumento della popolazione e della crescente domanda di acqua potabile, i fornitori di acqua, l'industria e l'agricoltura faranno sempre più affidamento sull'acqua grezza proveniente da laghi, fiumi e filtri delle banche. Il contemporaneo aumento dell'inquinamento delle acque di superficie sta diventando una sfida crescente.
I nuovi sistemi di sensori possono dare un contributo decisivo alla protezione della salute dei consumatori e, allo stesso tempo, monitorare costantemente l'efficacia dei processi di depurazione.
Il progetto MikroGraph è finanziato dal Libero Stato di Turingia, rappresentato dal Ministero degli Affari Economici, dell'Agricoltura e delle Aree Rurali della Turingia, con oltre 2 milioni di euro dal Fondo Europeo di Sviluppo Regionale (FESR).
La nuova rete di ricerca della Turingia ha il potenziale per superare l'attuale stato dell'arte nell'analisi ambientale e per rafforzare significativamente la posizione attraverso nuovi processi, prodotti e servizi nei settori della vita sana e dell'economia della salute e dell'energia sostenibile e dell'utilizzo delle risorse.
[1] Il Regolamento (UE) 2020/741 disciplina il riutilizzo delle acque nell'UE dal 26 luglio 2023 e consente l'utilizzo delle acque reflue trattate per l'irrigazione agricola nel rispetto di rigorosi standard di qualità. Finora i microinquinanti sono stati misurati a livello centrale, con costi elevati. In futuro, le reti di sensori locali consentiranno un monitoraggio automatizzato in loco per raggiungere gli obiettivi ambientali in modo più efficiente.
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