ANALISI MICROBIOLOGICHE DEL REFLUO E MESSA A PUNTO DEL CONSORZIO MICROBICO
Tra i trattamenti biologici per il trattamento delle acque reflue l'uso di consorzi microbici è una delle tecnologie più efficienti e sostenibili: i consorzi consistono nell’associazione di microrganismi fotosintetici (microalghe eucariote e/o cianobatteri procarioti) con batteri eterotrofi aerobi. La combinazione di microrganismi con diverse capacità metaboliche consente lo sviluppo di un robusto sistema biologico in grado di operare in varie condizioni ambientali e su diversi carichi inquinanti e nutrizionali. In questo progetto si propone di applicare il processo di sviluppo del biofiltro già sperimentato con successo per la realizzazione di un altro biofiltro, in grado di riutilizzare le acque reflue della lavastoviglie, il sistema ZeroMile. Il cuore del sistema ZeroMile, brevettato dall'Università Tor Vergata e dal Politecnico di Milano su scala nazionale (2019), e internazionale (2020), è un biofiltro di nuova generazione basato su un consorzio microbico ingegnerizzato ad hoc la cui "versione beta" è costituita da due tipi di microrganismi: un cianobatterio azotofissatore (Trichormus variabilis) e tre ceppi di batteri eterotrofi aerobi, isolati e scelti tra i colonizzatori delle acque reflue delle lavastoviglie.
Anche il biofiltro della lavatrice sarà basato su un consorzio microbico ingegnerizzato ad hoc; per ottenerlo saranno effettuate due tipi di procedure preliminari sul refluo: isolamento e identificazione dei ceppi batterici eterotrofi aerobi coltivabili presenti nelle acque reflue delle lavatrice (tramite tecniche di microbiologia standard) e identificazione della struttura e composizione dell’intera comunità microbica presente nel refluo tramite DNA Metabarcoding (in Next Generation Sequencing).
La prima procedura preliminare prevede la semina di campioni di refluo su idonei terreni di coltura, per isolare e poi identificare i componenti della comunità microbica eterotrofa aerobia coltivabile. I ceppi saranno identificati tassonomicamente tramite Sanger sequencing e poi utilizzati nelle prove di associazione con Trichormus variabilis. La seconda procedura preliminare, il DNA Metabarcoding, servirà a comprendere, in relazione alla loro dominanza o rarità nel refluo e alla eventuale possibile patogenicità, quali tra i batteri isolati siano i più idonei da utilizzate per costruire il consorzio.
La realizzazione del consorzio microbico prevede la coltivazione del cianobatterio fotosintetico azotofissatore (Trichormus variabilis), partner fotosintetico del biofiltro, e prove di co-coltura di Trichormus variabilis con tre ceppi batterici isolati dal refluo della lavatrice. La co-coltura finale sarà saggiata in refluo per valutarne la sopravvivenza e la crescita: la sopravvivenza si valuta con diversi metodi (densità ottica in spettrofotometria; quantità di biomassa in peso secco e contenuto di clorofilla), mentre la vitalità delle co-colture con osservazioni in microscopia ottica a luce trasmessa, con contrasto interferenziale.