Coltura di Scenedesmus sp. su refluo urbano e agricolo

L'acqua è diventata una risorsa da gestire in modo oculato per la sempre maggiore richiesta che ne viene fatta. Le acque reflue, ricche di sostanze come azoto e fosforo, se non ben trattate possono portare all’inquinamento delle falde e a fenomeni di eutrofizzazione. Le acque reflue sia urbane che agricole, attualmente considerate un prodotto di scarto senza valore, potrebbero essere utilizzate quali substrato per la coltura di microalghe, un gruppo di organismi fotoautotrofi ossigenici eucariotici che usano la luce solare per convertire la CO2 in biomassa. Scopo di questa tesi è stata la coltivazione di microalghe del genere Scenedesmus, ceppi Prod2 e 3PAV3, su reflui urbani e agricoli, in particolare di porcilaia, al fine di valutare la possibilità di utilizzarli quale substrato di crescita, mirato a ottenere un risparmio sul costo dei sali nutritivi necessari nella produzione della biomassa algale. Questa presenta molte applicazioni in ambito industriale, fra le quali la più interessante attualmente allo studio è la produzione di biodiesel.
L'andamento delle colture durante le prove è stato monitorato tramite determinazione del peso secco, da cui sono state ricavate la produttività volumetrica e quella areale per le colture in vasca.
Sono state effettuate prove di coltura in beuta con N a 75 e 50 mg/L per entrambi i ceppi in luce artificiale in batch. Sono state valutate le differenze di produttività su refluo e refluo addizionato di uno o più nutrienti in confronto anche con quella ottenuta sul mezzo minerale di controllo (BG11). Le produttività migliori sono state ottenute con l'aggiunta di tutti i nutrienti del BG11 tranne N e P (solo con il refluo urbano) per Scenedesmus Prod2 e con l'aggiunta di Mg (su refluo agricolo) o Fe (refluo urbano) per Scenedesmus 3PAV3. In base a tali risultati sono state allestite colture all'aperto in vasca con N a una concentrazione di 50 mg/L per ogni substrato di crescita(mezzo di controllo,
refluo e refluo con l'aggiunta del/dei nutriente/i), prima in batch (fino al raggiungimento di una concentrazione pari a 0,8-1 g/L) e poi in semicontinuo. Le produttività ottenute sono risultate relativamente basse per entrambi i ceppi (in media inferiori a 10 g/m2 giorno) sia su refluo che sul mezzo di controllo. Gli effetti dell'aggiunta dei nutrienti in termini di incremento di produttività sono risultati simili a quelli osservati in beuta per Scenedesmus Prod2, mentre per Scenedesmus 3PAV3 l'aggiunta del nutriente migliore nelle prove in beuta ha bloccato, in tempi più o meno lunghi, la crescita dell'alga. Per ottenere un incremento di produttività rispetto alla coltura su refluo non addizionato è stato quindi necessario integrare ulteriormente il mezzo con tutti gli altri nutrienti, come fatto per il ceppo Prod2. Sono state infine valutate le capacità dei ceppi di rimuovere i nutrienti (fosforo, azoto ammoniacale e nitrico) dal substrato. Le percentuali di rimozione di tutti i nutrienti dal refluo sono risultate molto alte per entrambi i ceppi, sia nella fase di coltura in batch che nella fase in semicontinuo.
I risultati ottenuti hanno dimostrato che i reflui sono un buon substrato per la crescita di Scenedesmus, e l'aggiunta di alcuni nutrienti permette di migliorare la produttività. Gli effetti di incremento di produttività sono risultati ceppo-dipendenti. Tuttavia, poiché il volume di coltura su cui sono state condotte le prove era piccolo (7 L) non è possibile estrapolare i risultati ottenuti ad applicazioni in campo industriale, senza condurre prove su volumi maggiori.