L'aumento della carica microbica in falda genera problematiche nell'estrazione. Vantaggi e svantaggi di questa pratica
Oltre il 97% delle riserve di acqua dolce accessibile del mondo si trovano negli acquiferi, una delle risorse più importanti del pianeta. In un quadro preoccupante di riscaldamento globale, la necessità di gestire queste importanti fonti di approvvigionamento idrico si fa pressante. L'eccessivo sfruttamento delle acque sotterranee derivato da pratiche domestiche, agricole e industriali ha portato a un diffuso stato di degrado delle falde. Pertanto, la ricarica delle falde freatiche attraverso l'introduzione di acque piovane, superficiali e riciclate è di crescente interesse.
Il Recupero e Stoccaggio negli Acquiferi (ASR) è uno dei metodi proposti con cui l'approvvigionamento idrico può essere aumentato nel corso dell'anno. ASR comporta l'iniezione di una ricarica artificiale nelle falde acquifere, l'acqua viene immagazzinata e successivamente riutilizzata quando necessario. Tuttavia, ASR può comportare un difficile mantenimento a lungo termine, a causa dell'elevato grado di intasamento, che può verificarsi già entro pochi giorni dall'iniezione. L'intasamento all'interno della falda acquifera diminuisce la portata, ostacolando così la successiva estrazione. Tra i vari tipi di ostruzione, fisica, biologica e chimica, quella biologica o più specificamente, microbica è quella che viene studiata con maggiore interesse.
La ricarica artificiale contiene comunemente alte concentrazioni di azoto e carbonio organico. Gli alti quantitativi di queste sostanze nelle acque di infiltrazione agiscono come una fonte di cibo per le comunità microbiche autoctone. Queste vengono conseguentemente interessate da periodi di crescita, che possono portare a problematiche di ostruzione all'interno delle porosità della falda. La formazione di biofilm all'interno dei mezzi porosi ha dimostrato di ridurre significativamente il tasso di flusso, influenzando così il la capacità di stoccaggio e di recupero della falda.
Molti studi hanno indagato l'impatto del metodo ASR sul flusso delle acque. Ad oggi non sono stati però prodotti dati in grado di caratterizzare le comunità microbiche presenti. Di conseguenza, vi è una mancanza di informazioni riguardanti quali sono le specie batteriche presenti nelle falde acquifere e qual è l'influenza della ricarica sulla composizione della comunità.
La bar-coded pyrosequencing consente la caratterizzazione di un numero relativamente elevato di singoli campioni contemporaneamente, generando informazioni filogeneticamente e tassonomicamente dettagliate delle comunità microbiche presenti. Utilizzando tali metodi per indagare la composizione delle comunità degli acquiferi, sottoposti a pratiche ASR, si formerà una base per migliorare il funzionamento e la progettazione del metodo. Per questo dei ricercatori australiani hanno cercato di indagare la composizione microbica della comunità nelle simulazioni ASR, e di determinare l'effetto della ricarica artificiale sui cambiamenti in queste comunità.
Oltre a evidenziare un forte aumento della densità batterica all'interno dell'acqua, questo studio ha dimostrato che la dimensione della comunità di VLP (particelle virus-simili) aumenta di due ordini di grandezza entro le prime 24 ore dopo la ricarica artificiale. Utilizzando acqua riciclata sterilizzata, gli autori hanno garantito che questo aumento non è dovuto all'introduzione di nuove cellule ma solamente all'immissione in falda di nuovi nutrienti.
I sistemi acquiferi sono tipicamente caratterizzati da ambienti oligotrofici con concentrazioni di ossigeno basse. Di conseguenza, i batteri che abitano questi ambienti, sono quelli che si sono adattati a tali condizioni. Nell'insieme i dati dello studio suggeriscono che i batteri patogeni endemici possono aumentare con l'introduzione delle acque reflue, tramite ricarica degli acquiferi. Questo aspetto deve essere necessariamente preso in considerazione in sede di valutazione del metodo. Sostanzialmente la ricarica artificiale fa aumentare la diversità microbica, ma non così tanto da giustificare le ostruzioni con l'inserimento di nuovi taxa. Gli autori concludono affermando che questa metodologia necessita di nuovi studi a suo sostegno prima di essere applicata su larga scala.
