Come la bioaugmentation riduce i fanghi

Un solo meccanismo, ripetuto su larga scala

Tolto di mezzo il marketing, la riduzione biologica dei fanghi è un'unica idea chimica. I fanghi sono in gran parte polimero organico — proteine, grassi, amido e cellulosa, trattenuti dentro e attorno alle cellule microbiche e ai solidi sedimentati. Quei polimeri sono di gran lunga troppo grandi perché un batterio li assimili. Prima che qualcosa possa essere metabolizzato deve essere tagliato in pezzi più piccoli e solubili, e quel taglio avviene all'esterno della cellula, a opera degli enzimi che gli organismi secernono nell'acqua circostante. Gli organismi non consumano direttamente i fanghi; rilasciano gli strumenti che li smontano, e poi vivono di ciò che quegli strumenti liberano.

Quattro classi enzimatiche svolgono quasi tutto il lavoro, ciascuna abbinata a una componente del materiale. Questa è biochimica consolidata anziché una dichiarazione di prodotto, ed è il motivo per cui il formato e la selezione dei ceppi contano: una miscela è utile solo quanto gli enzimi che i suoi organismi effettivamente producono nelle condizioni della vostra laguna.

Dall'idrolisi a uno strato più piccolo

L'idrolisi da sola si limita a disciogliere i solidi; non li rimuove. La rimozione deriva da ciò che accade in seguito. I frammenti solubili rilasciati dagli enzimi vengono assimilati dagli organismi residenti e introdotti, ossidati ad anidride carbonica e acqua per ricavarne energia, e in parte convertiti in nuove cellule. Alcune di quelle cellule muoiono e si lisano a loro volta, rilasciando materiale che viene di nuovo idrolizzato e metabolizzato. Nell'arco di cicli ripetuti i solidi organici vengono progressivamente mineralizzati anziché semplicemente riorganizzati, e l'effetto netto è una massa organica minore. Nello studio di isolamento dei ceppi qui citato gli autori attribuiscono la riduzione specificamente all'idrolisi da parte di proteinasi e amilasi seguita da questa crescita criptica, e osservano che un singolo ceppo ben scelto ha superato le colture miste, che competevano tra loro.

Una parola su quei numeri. I valori a 48 ore sono cinetiche da banco di una coltura di laboratorio ottimizzata, non ciò che una laguna restituisce nell'arco di una stagione, e sono più bassi proprio perché sono precoci. Le riduzioni sul campo della frazione volatile pubblicate in questa categoria sono più alte — circa un terzo nei lavori enzimatici controllati fino a circa il sessanta per cento nei casi di studio dei venditori — ma il meccanismo è lo stesso misurato nella beuta. Ciò che cambia tra la beuta e la laguna non è la chimica; è la veicolazione, la temperatura e il tempo, che è dove risiede gran parte dell'onesta incertezza in questo campo.

Il tetto che il meccanismo non può superare

Ogni enzima sopra elencato agisce su un legame organico. Nessuno di essi agisce su un granello di sabbia. Essiccare un campione di fanghi e incenerirlo a 550 gradi Celsius, il metodo standard per la misurazione, brucia il materiale organico come solidi volatili e lascia la materia minerale come solidi fissi — e quella frazione fissa è esattamente ciò che nessuna dose può intaccare. Vale la pena essere precisi su un ulteriore limite che rafforza il punto anziché indebolirlo: non tutta la frazione volatile è biodegradabile, poiché alcune sostanze organiche sono chimicamente refrattarie. Così la percentuale volatile fissa il tetto esterno di ciò che il trattamento biologico può ottenere, e il risultato conseguibile si colloca da qualche parte al di sotto.

Perché il meccanismo decide come si giudica un prodotto

Poiché il lavoro è enzimatico, la domanda che conta per qualsiasi prodotto è se gli enzimi giusti vengano prodotti, nello strato di fanghi, alla temperatura dell'acqua, abbastanza a lungo da agire. Una conta cellulare in evidenza non risponde a nulla di ciò. Non dice nulla su quali specie siano presenti, quali enzimi secernano o se raggiungano e sopravvivano sul fondo della cella. Il meccanismo è davvero ben consolidato; l'ingegneria del farlo avvenire dove sono i fanghi resta la metà più difficile e meno studiata, ed è esposta nella revisione delle evidenze e nell'articolo sulle evidenze sul campo.