Salvaguardia dei corpi idrici dalla contaminazione da...

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE

UNIVERSITÀ DI CATANIA

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA IDRAULICA, AMBIENTALE, INFRASTRUTTURE VIARIE,

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UNIVERSITA’ DI NAPOLI FEDERICO II

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UNIVERSITA’ DI NAPOLI FEDERICO II

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E

AMBIENTALE, UNIVERSITÀ DI FIRENZE

Workshop

Salvaguardia dei corpi idrici dalla

contaminazione da composti

xenobiotici: nuovi strumenti per

l'analisi, il controllo ed il trattamento nelle acque reflue civili ed industriali

Sala Abete, ECOMONDO, Rimini

4 Novembre 2010

Impianti pilota MBR per il trattamento dei reflui ospedalieri

2 Verlicchi et al.


Paola Verlicchi, Alessio Galletti, Mustafa Al Aukidy, Luigi Masotti

Dipartimento di Ingegneria, Università di Ferrara

Via G. Saragat 1, I-44122 Ferrara

[email protected]

[email protected]

[email protected]

[email protected]


Verlicchi et al. 1


P. Verlicchi, A. Galletti, M. Al Aukidy, L. Masotti

Dipartimento di Ingegneria, Università degli Studi di Ferrara, Via Saragat 1,

44122 Ferrara, ([email protected])

Sommario. Lo studio si riferisce ad una ricerca in corso presso

il Dipartimento di Ingegneria di Ferrara, in collaborazione con

Ato6, USL, Azienda Ospedaliera S. Anna, CADF ed Hera

Ferrara relativamente alla trattabilità e ai trattamenti più adeguati

dei reflui ospedalieri.

E’ stata dapprima condotta un’indagine sull’effluente di un

ospedale locale di 300 posti letto che ha riguardato la

caratterizzazione quali-quantitative del refluo prima

dell’immissione in pubblica fognatura al fine di individuare gli

inquinanti più rappresentativi (che sono risultati essere antibiotici

e un antiepilettico). Contemporaneamente è stata effettuata

un’approfondita indagine bibliografica per confrontare i range di

concentrazione dei principali composti farmaceutici nelle acque

reflue urbane e negli effluenti ospedalieri.

Poi è stata condotta una sperimentazione su due impianti pilota

per valutare l’efficienza di rimozione di sistemi biologici a

membrane (piane e a fibra cava) e sistemi convenzionali (SBR),

prevalentemente rispetto ai macrocomposti. Sulla base delle

risultanze sperimentali e della più recente bibliografia al

riguardo, si propongono delle indicazioni relativamente al

trattamento dedicato più appropriato per il refluo ospedaliero.

Tali indicazioni hanno rappresentato il punto di partenza per le

scelte progettuali per la realizzazione dell’impianto di

trattamento delle acque reflue del nuovo sito ospedaliero della

città di Ferrara (900 posti letto).

Keywords: reflui ospedalieri; caratterizzazione; inquinanti farmaceutici; MBR;

SBR, trattamenti più appropriati

INTRODUZIONE

Gli scarichi ospedalieri rappresentano un particolare tipo di refluo per la

natura degli inquinanti che in essi sono presenti: principi attivi dei


2 Verlicchi et al.

medicinali o loro metaboliti, reattivi chimici, metalli pesanti, disinfettanti

e sterilizzanti, marker radioattivi, germi patogeni, ceppi antibiotico-

resistenti e virus.

Antibiotici, agenti citostatici, anestetici, disinfettanti, metalli pesanti

(platino e mercurio), elementi rari (gadolinio, indio e osmio) hanno

concentrazioni maggiori di qualche ordine di grandezza rispetto a quelle

riscontrate in un refluo civile (Kummerer, 2001), comunque sempre in un

range compreso tra il ng/L e il �g/L.

Dal punto di vista microbiologico, i reflui ospedalieri sono simili ai civili

per la contaminazione batterica di tipo fecale (Salmonelle, Shigelle, E.

coli, ecc.). Si differenziano per il maggior numero di microrganismi

responsabili di infezioni tipiche ospedaliere (Pseudomonas sup.,

Staphylococcus aureus) (Santarsiero et al., 1990) e di microrganismi con

una maggiore resistenza all’azione degli antibiotici (2 - 10 volte quella

riscontrata nei reflui civili) (Pauwels et al., 2006a). Anche la carica virale

si differenzia quali-quantitativamente da quella dei reflui civili: un

maggiore numero e una maggiore gamma di specie, soprattutto nel caso

in cui ci sia un reparto di malattie infettive.

Solitamente questi scarichi sono assimilati ai reflui civili (Mersi et al.,

1993). Previa blanda clorazione all’interno della struttura ospedaliera,

vengono immessi in pubblica fognatura e trattati congiuntamente ai reflui

civili e/o industriali in impianti di depurazione realizzati, in accordo con

le normative vigenti, per rimuovere principalmente composti organici del

carbonio, dell’azoto e del fosforo: sostanze che arrivano regolarmente e

in grande quantità (mg/L) all’impianto.

I prodotti farmaceutici oltre ad essere presenti in concentrazioni inferiori

rispetto ai macroinquinanti convenzionali, includono una vasta gamma di

composti con caratteristiche chimico-fisiche diverse e quindi con

comportamento e destino diversi all’interno dell’impianto di depurazione.

Solubilità, volatilità, peso molecolare, adsorbibilità e biodegradabilità,

polarità (lipofilicità o idrofilicità), stabilità, tempo di emivita e

persistenza ne determinano lo specifico comportamento.

La rimozione dalle acque reflue di sostanze organiche persistenti, quali i

prodotti farmaceutici, per la cura e l’igiene personale (PPCPs) o gli

interferenti endocrini (EDCs) sta riscuotendo sempre maggiore interesse.

Pochi sono gli studi che si riferiscono a reflui esclusivamente ospedalieri

(Kummerer et al. 1997; Kummerer, 2001; Emmanuel et al., 2001, Altin et

al., 2003; Chiang et al., 2003; Wen et al., 2004; Pauwels et al., 2006a;

Pauwels et al., 2006b;, Gautam et al., 2007). Solitamente, riguardano


Verlicchi et al. 3

reflui civili e indagano l’efficacia di rimozione dei diversi sistemi di

trattamento nei confronti di alcuni composti farmaceutici di interesse (per

citarne alcuni: Heberer 2002; Ternes, 2004; Andreozzi et al., 2005; Jones

et al., 2005; Castiglioni et al., 2006;Ternes et al., 2006; Vieno et al.,

2007). Si tratta di frequente di sostanze disciolte, lipofile, poco

biodegradabili e scarsamente volatili.

Gli scarichi ospedalieri costituiscono la principale fonte di prodotti

farmaceutici o loro metaboliti per gli impianti di depurazione, nonostante

per alcuni farmaci si sia trovato che il contributo civile è simile o

addirittura maggiore rispetto all’ospedaliero (Clara et al., 2004; Pauwels

et al., 2006a e 2006b).

Le strategie da seguire per ridurre la presenza di queste sostanze sono

sostanzialmente tre: (i) ottimizzare i trattamenti esistenti, (ii) realizzare

interventi di upgrading degli impianti esistenti mediante nuovi processi

di affinamento (end-of-pipe process); (iii) separare il refluo alla sorgente.

Quest’ultimo approccio si basa sull’idea di riuscire a ottenere un refluo di

composizione idonea per uno specifico trattamento e successivo

smaltimento (waste design). Ciò prevede la separazione alla sorgente del

refluo (source separation) e, laddove possibile, una collaborazione con

l’industria produttrice (source control) al fine di ridurre (a zero)

l’immissione nel ciclo delle acque (la contaminazione iniziale) (Larsen et

al., 2004).

Lo studio condotto si riferisce ad una ricerca in corso presso il

Dipartimento di Ingegneria di Ferrara, in collaborazione con Ato6, USL,

CADF ed Hera Ferrara relativamente alla trattabilità e al trattamento dei

reflui ospedalieri, a supporto delle scelte progettuali per la realizzazione

dell’impianto di depurazione del nuovo Polo ospedaliero della Città di

Ferrara (900 posti letto). Vengono presentati e discussi i risultati relativi

ad un’indagine sperimentale in corso con impianti pilota biologici a

membrane e convenzionali sull’effluente di un ospedale nell’area

ferrarese (ospedale del Delta di Lagosanto) e fornite delle indicazioni

relativamente al trattamento dedicato più appropriato per il refluo

ospedaliero alla luce delle risultanze sperimentali e della più recente

bibliografia al riguardo.

MATERIALI E METODI


4 Verlicchi et al.

L’indagine sperimentale

L’indagine effettuata fra maggio 2007 e febbraio 2008 ha riguardato la

caratterizzazione quali-quantitativa in termini di macro- e

microinquinanti di un refluo ospedaliero e la sua trattabilità mediante

sistemi biologici di tipo MBR con membrane piane (da microfiltrazione),

a fibra cava (da ultrafiltrazione) e a fanghi attivi tradizionali.

Il refluo testato è l’effluente finale dell’ospedale Delta di Lagosanto (FE).

La struttura, in funzione dal 2001, ha una capacità ricettiva di circa 300

posti letto fra i diversi reparti di chirurgia, ortopedia-traumatologia,

ostetricia e ginecologia, pediatria, gastroenterologia, cardiologia, urologia

e psichiatria. Tutti gli scarichi (dei servizi igienici, della cucina, della

farmacia e della lavanderia interna) vengono raccolti indistintamente

dalla rete fognaria interna di tipo separato, fatti passare attraverso fosse

Imhoff (ne sono presenti 47 di potenzialità media di circa 20 utenti) e,

dopo una blanda disinfezione con ipoclorito di sodio, sono immessi in

pubblica fognatura e conferiti al depuratore locale che riceve anche la

fognatura mista del centro urbano limitrofo (circa 550 AE). Il refluo

ospedaliero rappresenta il 16% della portata complessiva trattata al

depuratore in tempo secco.

Caratterizzazione del refluo ospedaliero

Un’approfondita indagine condotta in collaborazione con il Servizio di

assistenza farmaceutica ospedaliera e territoriale dell’USL di Ferrara ha

permesso di individuare le tipologie di medicinali più utilizzati su base

annua all’interno dell’ospedale in esame. Nell’ordine antibiotici,

antinfiammatori e cortisonici sono i prodotti maggiormente

somministrati. A questi si deve aggiungere l’antiepilettico

carbamazepina. I consumi medi mensili mostrano delle significative

variazioni, come verrà richiamato nel seguito.

Per la caratterizzazione quali-quantitativa del refluo ospedaliero tal quale

(a monte della clorazione) si è deciso di limitare l’indagine agli antibiotici

e alla carbamazepina. L’elenco completo dei composti ricercati è quello

della Tab. 1. La ricerca degli stessi microinquinanti è stata estesa anche al

refluo in ingresso e in uscita dal depuratore di Lagosanto, così da

confrontare l’apporto ospedaliero con quello civile e da valutare

l’eventale rimozione con sistemi di trattamento convenzionale (a fanghi

attivi).

Le analisi sui prodotti farmaceutici sono state effettuate mediante LC-


Verlicchi et al. 5

ESI-MS/MS su campioni mediati sulle 24 ore, prelevati nei giorni (non

piovosi) 9, 10 e 11 luglio 2007. In questo mese, i consumi sia degli

antibiotici che della carbamazepina sono superiori alla media mensile su

base annua.

Tab. 1 Composti farmaceutici oggetto dello studio.

Classe terapeutica Parametro CAS

Antibiotico

Amoxicillina 26787-78-0

Ampicillina 69-53-4

Cefamandole 34444-01-4

Cefoperazone 62893-19-0

Danofloxacin 112398-08-0

Dicloxacillin 3116-76-5

Enrofloxacin 93106-60-6

Flumequine 42835-25-6

Oleandomycin 3922-90-5

Penicillin G 61-33-6

Spyramicin 8025-81-8

Sulfadiazine 68-35-9

Sulfadimidin 57-68-1

Sulfamerazine 127-79-7

Sulfamethoxypiridazine 80-35-3

Sulfathiazole 72-14-0

Tylosin tartrate 1405-54-5

Cefazolin 25953-19-9

Anti-epilettico Carbamazepina 298-46-4

Impianti pilota MBR testati

L’indagine sperimentale ha avuto come scopo la valutazione della

trattabilità dei reflui ospedalieri tal quali mediante sistemi biologici. A

tale scopo, sono stati testati due tipi di impianti MBR forniti dalla ditta

SER.ECO:

- nella prima fase della sperimentazione (luglio-ottobre 2007) un

pilota MBR con membrane piane da microfiltrazione (Fig. 1);

- nella seconda fase (ottobre 2007-febbraio 2008) un pilota MBR

con membrane da ultrafiltrazione a fibra cava (Fig. 2).

Le caratteristiche principali dei due impianti sono riportate nella Tab. 2. In

entrambe le fasi, il refluo ospedaliero, prelevato in continuo mediante una

pompa da un pozzetto a monte della vasca di clorazione, alimentava il

reattore biologico dell’impianto pilota in esame.

L’aerazione avveniva attraverso insufflazione di aria dal fondo del


6 Verlicchi et al.

comparto di nitrificazione e, nel secondo pilota, di dimensioni maggiori,

la miscelazione uniforme della miscela era garantita dal movimento di un

agitatore a palette. Il permeato estratto veniva scaricato in un secondo

pozzetto per evitare interazioni con l’alimentazione all’impianto stesso.

Nella seconda fase di sperimentazione si è confrontato il comportamento

di un sistema a fanghi attivi tradizionale, con quello dell’MBR montato.

Non è stato realizzato un impianto a fanghi attivi ex novo, ma si è

utilizzato il pilota già installato, facendolo funzionare alternativamente

come MBR e come SBR (sequencing batch reactor). Nel momento in cui

si voleva che il pilota funzionasse da SBR, venivano interrotte

manualmente l’ossigenazione in vasca, la miscelazione e l’aspirazione del

permeato e la vasca non più aerata funzionava da sedimentatore

secondario. La miscela aerata veniva lasciata sedimentare per circa 2-3

ore e al termine veniva effettuato un prelievo del chiarificato, nella parte

superiore della vasca, prelevando in questo modo ciò che sarebbe sfiorato

nel sedimentatore reale.

Durante la fase di avviamento di ciascun pilota si è riempito il comparto

biologico con un inoculo di fango attivo prelevato dall’impianto di

Lagosanto. Dopo un periodo di start up e di messa a punto del pilota di

circa 30 giorni si è potuta avviare la campagna analitico-sperimentale. I

macroparametri convenzionali ricercati sono stati: BOD5, COD tal quale,

COD filtrato (su membrana da 0.45 µm), SS, Ptot, NH4, tensioattivi

anionici, cationici, non ionici, totali, Hg, E. coli, i microinquinanti

farmaceutici: cefazolina e carbamazepina.

Tab. 2 Caratteristiche dei due impianti pilota MBR testati

Parametro MBR/MF MBR/UF

Periodo di indagine luglio 07 - ottobre 07 ottobre 07 – marzo 08

Membrane Piane a fibra cava

Diametro dei pori, µm 0.45 0.01

Flusso superficiale, L m-2 h

-1 11 15-35

Portata trattata L h-1

4 90

Volume reattore, m3 Denitr. 0.2 – Nitr. 0.5 Nitrif. 1.5

Pressione TMP, mbar 200-250 400

Superficie totale membrane m2 0.37 5

Tempo di ritenzione idraulica, d 6 0.6

Età del fango, d 40 40

Pulizia delle membrane Insuffl. di aria

(lavaggi chimici)

insuffl. di aria,

relaxation,

controlav. con permeato,


Verlicchi et al. 7

(lavaggi chimici)

denitro

nitro

permeato

2

MBR/MF

denitro

nitro

permeato

2

MBR/MF

SBRSBR

chiarificatochiarificato

3

MBR/UF

permeato

2nitro

SBRSBR


3

MBR/UF

permeato

2nitro

Fig. 1 Impianto pilta MBR/MF Fig. 2 Impianto pilota MBR/UF e SBR

I prelievi in ingresso e in uscita dal pilota e in ingresso e in uscita dal

depuratore di Lagosanto venivano effettuati istantaneamente, nella stessa

giornata a metà settimana. In particolare, durante la seconda fase di

sperimentazione, permeato (effluente dell’MBR) e chiarificato (effluente

dell’SBR) venivano prelevati rispettivamente verso le 8 della mattina e

verso le 11, in modo da poter valutarne la qualità a parità di

alimentazione e di condizioni ambientali.

Ospedale del Ospedale del DeltaDelta

Fosse Imhoff

Clorazione

Depuratore diLagosanto

Centri urbani Centri urbani limit rofilimit rofi

ScaricoScarico

1

4 5

pilotaSBRSBR


3

MBRpermeato 20.16 Q

0.84 Q

Q

Ospedale del Ospedale del DeltaDelta

Fosse Imhoff

Clorazione

Depuratore diLagosanto

Centri urbani Centri urbani limit rofilimit rofi

ScaricoScarico

1

4 5

pilotaSBRSBR


3

MBRpermeato 2 MBRpermeato 20.16 Q

0.84 Q

Q

I campioni erano subito

trasportati termostatati al

laboratorio e le analisi sui

macroparametri

convenzionali venivano

effettuate entro 48 ore dal

prelievo. I campioni per le

analisi sui microinquinanti

venivano portati ad un

laboratorio specializzato e

certificato.

Fig. 3 Punti di campionamento


8 Verlicchi et al.

I punti di prelievo sono stati i seguenti:

1. Refluo ospedaliero prima della clorazione,

2. Permeato (estratto tramite le membrane),

3. Chiarificato (dopo sedimentazione di 2-3 ore per simulare un

processo a fanghi attivi),

4. Ingresso depuratore Lagosanto,

5. Uscita depuratore Lagosanto

e sono indicati nella Fig. 3.

Metodiche analitiche

Le analisi dei macroparametri sono state effettuate dal laboratorio CADF

e quelle dei composti farmaceutici da un laboratorio esterno accreditato.

Per i macroparametri sono state seguite le metodiche riportate in IRSA-

CNR (1994) e gli Standard Methods, (APHA, 2001), per la

carbamazepina e tutti gli antibiotici ricercati il metodo di analisi è stato

LC-ESI-MS/MS.

RISULTATI E DISCUSSIONE

Caratteristiche chimico-fisiche del refluo ospedaliero

I dati relativi alle concentrazioni di BOD5, COD tal quale, SS nel refluo

dell’ospedale Delta di Lagosanto settimanalmente analizzato durante

l’indagine sperimentale hanno permesso di ottenere le curve di frequenza

cumulata riportate rispettivamente nelle figure 4-6 (refluo Delta). Queste

sono state confrontate con quelle tracciate sulla base dei dati di letteratura

relativi alle concentrazioni minime, medie e massime di BOD5, COD e

SS dei reflui di ospedali di diverse dimensioni (60-900 posti letto) e di

diversi Paesi (Francia, Turchia, India, Iran, Thailandia, Canada e Grecia)

(Nardi et al., 1995; Kummerer et al., 1997; Wangsaatmaja et al., 1997;

Laber et al., 1999; Emmanuel et al., 2001; Altin et al., 2003, Chiang et

al., 2003; Emmanuel et al., 2004; Brown, 2006; Pauwels et al., 2006a;

Kajitvichyanukul et al., 2006; Gautam et al., 2007; Machado et al., 2007,

Sarafraz et al., 2007; Tsakona et al., 2007). Generalmente i dati si

riferiscono a effluenti dell’intera struttura ospedaliera, in alcuni casi a

reparti specifici, quali dialisi, pediatria, malattie infettive e tropicali. Nei

grafici di figg. 4-6 ci sono anche le curve di frequenza cumulata per

BOD5, COD e SS per il refluo in ingresso al depuratore, un tipico refluo

civile, sulla base delle rispettive serie storiche relative al 2007.


Verlicchi et al. 9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 100 1000 10000BOD5, mg/L

Fre

qu

en

za

cu

mu

lata

, %

BOD5 medio (Lett.)

BOD5 min (Lett.)

BOD5 max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 100 1000 10000BOD5, mg/L

Fre

qu

en

za

cu

mu

lata

, %

BOD5 medio (Lett.)

BOD5 min (Lett.)

BOD5 max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

BOD5 medio (Lett.)

BOD5 min (Lett.)

BOD5 max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 100 1000 10000COD, mg/L

Fre

qu

en

za

cu

mu

lata

, %

COD medio (Lett.)

COD min (Lett.)

COD max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 100 1000 1000010 100 1000 10000COD, mg/L

Fre

qu

en

za

cu

mu

lata

, %

COD medio (Lett.)

COD min (Lett.)

COD max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

COD medio (Lett.)

COD min (Lett.)

COD max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

Fig. 4 Frequenza cumulata per il BOD5 in un

refluo ospedaliero (dati di letteratura e

sperimentali) e per il refluo civile di Lagosanto

(dati sperimentali)

Fig. 5 Frequenza cumulata per il COD in un

refluo ospedaliero(dati di letteratura e

sperimentali) e per il refluo civile di

Lagosanto (dati sperimentali)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100 1000SS, mg/L

Fre

qu

en

za

cu

mu

lata

, %

SS medio (Lett.)

SS min (Lett.)

SS max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100 1000SS, mg/L

Fre

qu

en

za

cu

mu

lata

, %

SS medio (Lett.)

SS min (Lett.)

SS max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

SS medio (Lett.)

SS min (Lett.)

SS max (Lett.)

refluo civile

refluo Delta

Come si può notare, per ciascuno dei

tre parametri, le concentrazioni nel

refluo ospedaliero si mantengono in

linea con i dati di letteratura e sempre

al di sopra di quello civile,

confermando il maggior carico

inquinante dello scarico in esame per

i tre macroparametri rispetto ad uno

civile.

Fig. 6 Curve di frequenza cumulata per i SS in

un refluo ospedaliero. Dati di letteratura e dati

sperimentali

Gli apporti riferiti a degente risultano pertanto:

- 160-200 g BOD5 degente-1

d-1

,

- 260-300 g COD degente-1

d-1

,

- 120-150 g SS degente-1

d-1

.

Le Figg. 7 e 8 mostrano le variazioni di concentrazione del COD e dei SS

nel refluo ospedaliero durante la giornata e l’andamento riscontrato da

(Emmanuel, 2004) nell’effluente di un reparto di malattie infettive e

tropicali. Il COD presenta i valori massimi nel campione delle 1800

.

Il rapporto COD/BOD5 nei reflui ospedalieri si è mantenuto solitamente


10 Verlicchi et al.

nell’intorno di 2-2.4, in accordo con quanto trovato da (Altin et al., 2003)

e confermando l’applicabilità della correlazione da loro proposta, ricavata

sui dati di 5 ospedali turchi di diverse dimensioni:

( ) ( ) 0.0695BODLn1.16CODLn −×=

Dati di letteratura mostrano che per particolari reparti, il rapporto può

essere anche significativamente diverso: (Chiang, et al., 2003) ha trovato

un valore di 6.6 per l’effluente di un reparto di dialisi.

230290 300

450

792

1029

1492

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

9.00 12.00 15.00 18.00

Ora del prelievo

CO

D,

mg

/L

refluo Delta, 2008 Emmanuel, 2004

201

132

233

101

179

201209

6350

70

90

110

130

150

170

190

210

230

250

9.00 12.00 15.00 18.00

Ora del prelievo

SS

, m

g/L

Refluo Delta, 20/2/08 Refluo Delta, 21/2/08

Fig. 7 Variazione di COD durante il

giorno nell’effluente del Delta e

nell’effluente di un reparto di malattie

infettive e tropicali

Fig. 8 Variazione di SS durante il

giorno nell’effluente del Delta

Per quanto riguarda i composti farmaceutici analizzati, si è trovato che,

fra tutti i parametri indagati, solo due avevano concentrazioni al di sopra

dei limiti di rilevabilità (Tab. 3): cefazolina e carbamazepina. Inoltre nel

refluo in ingresso al depuratore le concentrazioni sono risultate maggiori.

Tab. 3 Antibiotici e carbamazepina nel refluo ospedaliero Delta, in ingresso e

in uscita dal depuratore di Lagosanto dove recapita anche l’ospedale.

Parametro Ospedale Ing Dep Usc. Dep

Cefazolin, µg L-1

0.23 3.57 < 0.2

Carbamazepina, µg L-1

0.54 1.05 0.44

Ciò può essere spiegato dal fatto che i consumi idrici per degente

nell’ospedale sono 2-3 volte superiori rispetto a quelli civili e facendo

una valutazione dei consumi virtuali per abitanti (Tab. 4) gli apporti

giornalieri per individuo sono del tutto comparabili.


Verlicchi et al. 11

Tab. 4 Consumi virtuali per abitante di carbamazepina

Utenza Persone

Dotaz.

idrica

L ab-1 d-1

Portata

m3 d-1

CBZ

(dato)

µg L-1

CBZ

mg d-1

CBZ

mg ab-1 d-

1

Ospedale 300 600 180 0.54 97.2 0.324

Civile 4000 300 1200 1.05 1260 0.315

Altri parametri inquinanti ricercati durante l’indagine sperimentale sono

riportati nella prima colonna della Tab. 5 e confrontati con quelli

riscontrati in letteratura (seconda colonna) e con quelli tipici di un refluo

civile (terza colonna). Nella stessa tabella vengono anche confrontati i

range di concentrazione per alcuni prodotti farmaceutici: l’anticitostatico

ifosfamide (Kummerer et al., 1997) e l’antibiotico ofloxacina (Brown et

al., 2006), relativamente al refluo ospedaliero, a quello intercettato a valle

del reparto in cui viene tipicamente somministrato e al refluo civile.

Tab. 5 Range di variabilità di alcuni parametri nei reflui ospedalieri e nei civili

Macroinquinante Osped. Delta Osped. range Refluo civile

Ptot, mg L-1 4 3-8 4-10

Cloruri, mg L-1 94 80-188 50

NH4 mg L-1 33 10-55 12-45

Hg, µg L-1 0.5-3 0.04-0.26 <0.5

Tensioattivi totali, mg L-1 4.9 3-7.2 4-8

COD/BOD5 2-3.5 1.4-6.6 1.7-2.4

Coli totali, MPN/100 mL 106-109 107-108

Coli fecali, MPN/100 mL 103-107 106-107

E. Coli, MPN/100 mL 105-107 103-106 106-107

Streptococchi, MPN/100 mL 103-107

Microinquinante Osped. medio Reparti specifici Refluo civile

Ifosfamide, µg L-1 0.4-0.5 0.2 -8 0.010-0.030

Singolo antibiotico, µg L-1 2-50 <l.r.-51

Ofloxacina, µg L-1 5 -40 0.47-1

Un’approfondita indagine bibliografica riportata in Verlicchi et al. (2010)

mostra i range di concentrazioni di molti altri composti farmaceutici nelle

acque ospedaliere e nelle acque urbane grezze. Le figureFig. 9Fig. 10Fig.

11Fig. 12 mostrano alcuni dei risultati trovati in quell’indagine.


12 Verlicchi et al.

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dic

lofe

na

c

Ibup

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n[ µµ µµ

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-1]

1

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10-2

10-3

A Analgesics B Antibiotics

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-1]

1

10

102

103

104

10-1

10-2

10-3


Fig. 9 Concentrazioni di analgesici e antibiotici in reflui ospedalieri grezzi Dati tratti da: Ohlsen et al., 2003; Gomez et al., 2006; Thomas et al., 2007;

Foster, 2007, Duong et al., 2008; Seifrtova et al., 2008; Lin and Tsai, 2009;

Suarez et al., 2009.

ca

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maz

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AO

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10-1

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10-4

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17

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C anticonvulsants

D cytostatics

E hormones

F β-blockers

G ICMs

H AOX

I heavy metals

C F G H I

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J M N O

J antihypertensives

K antihistamines

L lipid regulators

M detergents/antiseptics

Legend:

N stimulants

O fragrances

ate

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pa

no

lol

L

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roz

il

Fig. 10 Concentrazioni di altri inquinanti emergenti nei reflui ospedalieri Dati tratti da: Kummerer et al., 1997, 1998, 1999; Kummerer, 2001; Manhik et al., 2007;

Thomas et al., 2007; Foster, 2007; Lenz et al., 2007a e b; Pauwels et al., 2008; Verlicchi

et al., 2008, Weissbrodt et al., 2008; Suarez et al., 2009


Verlicchi et al. 13

co

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dic

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sa

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cid

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faz

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ce

fota

xim

cip

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rom

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g L

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10-1

10-2

10-3


Fig. 11 Concentrazione di analgesici e antibiotici in reflui urbani grezzi Data from: Golet et al., 2002, 2003; D’Ascenzo et al., 2003; Carballa et al., 2004; Joss et

al., 2005; Khan and Ongerth, 2005; Lindqvist et al., 2005; Xia et al., 2005; Nakada et al.,

2006; Yu et al., 06; Foster, 2007; Gomez et al., 2007; Kim and Aga, 2007; Matamoros

and Bajona, 2006, Matamoros et al., 2007a, b, 2008; Radjenovic et al., 2007, 2009;

Ternes and Joss, 2006; Thomas et al., 2007; Santos et al., 2007; Gulkowska et al., 2008;

Huerta-Fontela et al. 2008; Spongberg et al., 2008; Choi et al., 2008; Terzic et al., 2008;

Gros et al., 2009; Ghosh et al., 2009; Kaspryzk-Hordern et al., 2009.


14 Verlicchi et al.

ca

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maz

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17

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e

OO

merc

ury

Legend: C anticonvulsants D cytostatics E hormones F β-blockers G ICMs H AOX I heavy metals

J antihypertensives K antihistamines L lipid regulators M detergents/antiseptics N stimulants O fragrances

Fig. 12 Concentrazione di altri inquinanti emergenti nelle acque reflue urbane

Data from: Kummerer et al., 1997b, 1998, 1999; Kummerer, 2001; Rule et al., 2006;

Foster, 2007; da Silva Oliveira et al., 2007; Manhik et al., 2007; Thomas et al., 2007;

Verlicchi et al., 2008; Weissbrodt et al., 2008; Suarez et al., 2009.

Consumi idrici ospedalieri

Lo studio condotto ha mostrato che i consumi idrici nell’ospedale del

Delta sono di circa 670 L letto-1

d-1

e negli altri ospedali dell’area

ferrarese variano fra 600 e 800 L letto-1

d-1

. I dati di letteratura riferiti a

ospedali di diversi Paesi (Tab. 6) indicano un range di variabilità compreso

fra 340 e 1182 L letto-1

d-1

. I consumi trovati si collocano a metà del

range.

Non è stata trovata alcuna correlazione significativa tra i consumi

ospedalieri (L letto-1

d-1

) e la potenzialità della struttura stessa (posti

letto). Infine, dati di letteratura mostrano che la variazione nei consumi

durante la giornata oscilla fra +20% (fra le 8 e le 16) e –30% (tra le 24 e

le 8) (Joss et al., 2005) rispetto al valore medio. Nell’arco dell’anno, i

maggiori consumi si registrano nei mesi estivi.


Verlicchi et al. 15

Tab. 6 Consumi di acqua nelle strutture ospedaliere

Fonte Consumo, L letto-1

d-1

Paese di riferimento

Delta 670 Italia

Altri ospedali area ferrarese 700-800 Italia

Emmanuel, 2004 750 Francia

Emmanuel, 2004 970 USA

UBC, Technical Guidelines,

08

680 USA

Sarafraz, 2007 362 Iran

Metcalf & Eddy, 1991 738 USA

Wangsaatmaja, 1997 1182 Tailandia

Chawathe 340 se < 100 letti

450 se > 100 letti

India

EPA, 2002 470-910 tipico 630 USA

Altin, 2003 550-950 consigliato 600 Turchia

Rimozione dei diversi inquinanti con i sistemi MBR/MF, MBR/UF e sistemi

a fanghi attivi

Le rimozioni percentuali medie dei macroinquinanti ottenute con i sistemi

MBR/MF, MBR/UF e SBR sono riportate nella Tab. 7. Le analisi relative

ai microinquinanti farmaceutici sono riportate nella Tab. 8, mentre le

figureFig. 13Fig. 14 mostrano la prima un confronto fra i rendimenti

ottenuti in impianti MBR e a fanghi attivi convenzionali nella rimozione

di macroinquinanti, la seconda nella rimozione di composti reclacitranti

tra cui i farmaceutici.

Tab. 7 Abbattimenti percentuali per i principali parametri di inquinamento

Parametro Rimozioni percentuali

MBR/MF MBR/UF SBR

SS, 91.8 96.9 70.4

COD 91.5 91.1 72.7

COD filtrato 87.4 73.9

BOD5 96.9 97.1 91.9

NH4 97.8 28.2 25.6

Ptot 2.9 36 14

Tensioattivi totali 83.7 76.6

E. coli 99.8 99.993 60


16 Verlicchi et al.

Tab. 8 Indagine sui microinquinanti farmaceutici scelti

Composto, �g L-1 Osped. Permeato Chiarif. Ing. Dep. Usc. Dep.

CBZ

Antibiotico

0.54

0.23

1.05

3.57

0.44

< 0.2

CBZ

Antibiotico

0.23

< 0.20

0.52

< 0.20

0.53

< 0.20

0.17

< 0.20

CBZ

Antibiotico

< 0.10

< 020

< 0.10

< 020

< 0.10

< 020

< 0.10

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< 0.10

< 020

CBZ

Antibiotico

< 0.10

< 020

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0.26

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0 COD BOD5 NH3 SS

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MB

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Dati lett.

MBR/MF

MBR/UF

SBR

Dati lett.

MBR/MF

MBR/UF

SBR

Dati lett.

MBR/MF

MBR/UF

SBR

Fig. 13 Rimozione percentuale di alcuni macroparametri- Confronto con dati di

letteratura. Dati di letteratura tratti da: Liu et al., 2010.

Analizzando i dati relativi ai macroparametri, si nota che con i sistemi a

membrana, si sono avuti rendimenti decisamente superiori rispetto al

sistema biologico convenzionale (SBR); i migliori risultati si sono

sempre avuti con le membrane da ultrafiltrazione. I pori di queste

membrane, mediamente di 0.01 µm, riescono a trattenere più

efficacemente rispetto ai pori di una membrana da MF la frazione sospesa

dei solidi nella corrente che le attraversa. Nel permeato, la sostanza

organica è praticamente solo quella disciolta (COD tal quale/COD filtrato

circa 1). Dal punto di vista microbiologico, le membrane da MF hanno

abbattuto mediamente 2-2.5 u.l. di E. coli, mentre le membrane da UF

hanno sempre rimosso almeno 4 u.l. garantendo sempre un effluente con


Verlicchi et al. 17

meno di 10 E. coli/100 mL. I virus non sono stati ricercati in questa fase

di studio. Un’analisi di quelli più presenti nelle acque reflue ha mostrato

che sono solitamente di dimensioni 20-150 nm, pertanto ci si può

aspettare che le membrane da UF testate,avendo dimensione dei pori

inferiore, siano in grado di trattenerli Tab. 9.

0

0

20

40

60

80

100

10

30

50

70

90

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MB

R e

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2

10-70% >70%<10%

20 40 60 80 10010 30 50 70 90

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16

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20

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23

24

25

0

0

20

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20

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90

CAS elimination, %

MB

R e

limin

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%

2

10-70% >70%<10%

20 40 60 80 10010 30 50 70 90

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20

21

22

23

24

25

Legenda: 1-naproxen, 2-ketoprofen, 3-ibuprofen, 4-diclofenac, 5-indomethacin, 6-acetaminophen, 7-mefenamic acid, 8-propyphenazone, 9-ranitidine, 10- loratidine, 11-carbamazepine, 12- ofloxacin, 13- sulfamethoxazole, 14- erythromycin, 15- atenolol, 16- metoprolol, 17- hydrochlorothiazide, 18- glibenclamide, 19- gemfibrozil, 20- bezafibrate, 21- famotidine, 22- pravastatin, 23-sotalol, 24-propranolol, 25-trimethoprim.

Fig. 14 Confronto fra le rimozioni medie di 25 composti farmaceutici ottenuti in impianti

reali di tipo CAS e piloti MBR. Le rimozioni riportate per gli MBR derivano dalla media

delle rimozioni di ogni composto ottenuto in MBR a fibre piane e fibre cave.

Dati tratti da: Radjenovic et al., 2009

Tab. 9 Virus presenti nelle acque reflue ospedaliere e relative dimensioni

Virus Dimensioni Virus Dimensioni

Enterovirus 20-30 nm Norwalk 27-40 nm

Adenovirus 70-80 nm Astrovirus 27-32

Rotavirus 60-80 nm Calicivirus 30-40 nm

Parvovirus 20 nm Coronavirus 80-160 nm

Reovirus 60-80 nm

Relativamente ai composti farmaceutici, i pochi dati raccolti con questa

sperimentazione e i risultati riportati in letteratura portano a ritenere gli


18 Verlicchi et al.

MBR con membrane da UF in grado di garantire una maggiore rimozione

dei microinquinanti. Ciò è il risultato delle combinazione degli effetti

della più “variegata” attività di degradazione biologica, dovuta alla

maggiore età del fango, e della separazione tra fase solida e liquida, che

risulta essere maggiore e più efficace attraverso la membrana.

Inoltre l’indagine sui composti farmaceutici, carbamazepina e cefazolina,

ha evidenziato che la presenza nel refluo ospedaliero è strettamente legata

ai consumi effettivi dei prodotti che sono variabili nel corso dell’anno

come mostrato nelle Fig. 15 e Fig. 16. Per esempio nei campioni prelevati a

dicembre CBZ, e cefazolina sono sempre risultate al di sotto del loro

limite di rilevabilità: inaspettatamente, nei mesi invernali i consumi medi

mensili presso l’ospedale sono inferiori della media mensile su base

annua.

Nei prelievi di settembre e di gennaio, CBZ e cefazolina risultavano

maggiori nel permeato e nel chiarificato rispetto al refluo ospedaliero.

Questo può essere giustificato dal fatto che i prelievi sono stati istantanei

e non mediati sulle 24 ore e comunque non tenevano in considerazione

l’effettivo tempo di ritenzione idraulico.

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov

Mese

Va

ria

zio

ne

% s

ul

va

lore

me

dio

me

ns

ile

Utenza civile; valore medio: 18.7 kg/mese

Utenza ospedaliera; valore medio: 1.45 kg/mese

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov

Mese

Va

ria

zio

ne

% s

ul

va

lore

me

dio

me

ns

ile





-70

-50

-30

-10

10

30

50

Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

Mese

Va

ria

zio

ne

% s

ul

va

lore

me

dio

me

ns

ile

Utenza civile;

valore medio: 0.31 kg/mese

Utenza ospedaliera;


Utenza civile;


Utenza ospedaliera;


Fig. 15 Variazioni mensili nei consumi civili

e ospedalieri di carbamazepina

Fig. 16 Variazioni mensili nei consumi civili

e ospedalieri di cefazolina

Considerazioni sul trattamento più appropriato per un refluo

ospedaliero

Nei casi in cui la componente ospedaliera rappresenti una percentuale

significativa (> 25%) del refluo in ingresso al depuratore, e/o il corpo

idrico ricettore sia destinato a scopi irrigui o ricreazionali, sarebbe

opportuno adottare trattamenti spinti di degradazione chimica e biologica

e di separazione, quali sistemi biologici a membrana, ozonazione, sistemi

di ossidazione avanzata. La possibilità di biodegradare le sostanze più

persistenti dipende dalla disponibilità di un numero sufficiente di


Verlicchi et al. 19

specifici microrganismi e dal loro tempo di acclimatazione. Età del fango

sufficientemente elevate (almeno 25-30 d) favoriscono il verificarsi di

queste condizioni necessarie, anche se non sono sempre sufficienti a

completarne la degradazione (Joss et al., 2004).

Alcuni composti farmaceutici, oltre a batteri di piccole dimensioni e a

virus tendono ad adsorbire/absorbire sulla superficie dei solidi all’interno

del reattore biologico. Una filtrazione attraverso una membrana UF, per

le piccole dimensioni dei pori che la caratterizza riesce a trattenerli

efficacemente. Pertanto i sistemi MBR con membrane da UF

rappresentano una tecnologia adeguata al trattamento di reflui ospedalieri

per i meccanismi biologici, chimici e fisici che si attivano all’interno del

reattore.

Bisogna tuttavia segnalare che alcuni composti farmaceutici non sono

trattenuti dai sistemi a membrana, p.es. quelli dalle molecole più

complesse o contenenti particolari gruppi (Wen et al., 2004, Pauwels et

al., 2006b, Bouju et al., 2008) in quanto rimangono in fase disciolta e non

sono trattenuti dalla membrana.

Molti studi quali (Ternes et al., 2004), (Pauwels et al., 2006), (Jones et

al., 2004) e lo stesso progetto europeo Poseidon (Ternes et al., 2006) cui

hanno partecipato diversi gruppi di ricerca europei, concordano nella

necessità di dover prestare una maggiore attenzione alla natura chimica e

microbiologica del refluo in esame (l’ospedaliero) e al suo carico

inquinante più difficile da trattare per le intrinseche caratteristiche quali-

quantitative nella fase di scelta dei trattamenti di depurazione più

adeguati in vista anche del recapito finale e della sua destinazione d’uso.

CONCLUSIONI I reflui ospedalieri rappresentano una delle principali fonti di

microinquinanti per la presenza di composti farmaceutici o loro

metaboliti persistenti e altri inquinanti legati alla struttura stessa.

Ciononostante, sono da sempre assimilati ai reflui civili, immessi in

pubblica fognatura solitamente previa disinfezione con ipoclorito di sodio

e successivamente trattati presso l’impianto di depurazione locale

congiuntamente coi reflui civili. Lo studio condotto ha mostrato che il

refluo ospedaliero ha una maggiore contenuto dei macroinquinanti. Per

quanto riguarda i microinquinanti, si è trovato che le loro concentrazioni

variano durante l’anno; per alcuni composti il refluo civile può avere

concentrazioni maggiori rispetto all’ospedaliero e che non sempre è

possibile una efficace rimozione biologica anche con sistemi a

membrane.


20 Verlicchi et al.

Tuttavia, in assenza di una specifica normativa che disciplini il

trattamento dei reflui ospedalieri, per la vasta gamma di microinquinanti

che possono essere presenti nel refluo ospedaliero, si ritiene che il

trattamento più adeguato debba includere una degradazione spinta sia di

tipo biologico che di tipo chimico come pure una efficace separazione

fisica dei solidi sospesi dalla fase liquida trattata. I sistemi biologici a

membrane favoriscono e promuovuono i processi chimici, fisici e

biologici, efficaci ai fini della rimozione e degradazione di molte

tipologie di microinquinanti, di batteri e di virus.

Data la grande varietà dei microinquinanti presenti in un effluente

ospedaliero, anche una degradazione chimica mediante ozonazione o

ossidazione avanzata (O3 + UV) costituisce un completamento al

trattamento al fine di ridurre l’impatto sul corpo idrico ricettore, specie in

relazione alla sua destinazione d’uso.

Si vuole infine segnalare che l’attenzione è stata finora prevalentemente

rivolta alla qualità dell’effluente trattato. Tuttavia non bisogna

dimenticare che anche i fanghi di depurazione richiedono trattamenti

adeguati e in grado di rimuovere inquinanti persistenti, quali composti

farmaceutici ancora potenzialmente attivi, virus e batteri i cui tempi di

sopravvivenza in molti casi possono essere particolarmente lunghi.

RINGRAZIAMENTI Si ringraziano per la fattiva collaborazione l’Ing. Graldi e l’Ing. Borea di

ATO6 Ferrara, l’Ing. Alberani, il Dott Fersini, la Dott.ssa Campi e il

geom. Sireus dell’USL di Ferrara, l’Ing. Beccati e la Dott.ssa Antonioli

della Direzione tecnica del S.Anna, l’Ing. Bariani, la Dott.ssa Benvenuti,

il Dott. Gnudi, il Dott. Della Muta del CADF, il Dott. Baraldi, il Dott.

Mari di HERA Ferrara; per aver messo a disposizione gli impianti pilota

e per l’assistenza il geom. Cattin e il p.ch. Brugiolo della ditta Ser.Eco

s.r.l.

BIBLIOGRAFIA PRINCIPALE

1. Altin A., Altin S., Degirmenci M., (2003). Characteristics and treatability of hospital (medical) wastewaters, Fresenius Environmental Bulletin, 12, 9, 1098–1108

2. Andreozzi R., Canterino M., Marotta R., Paxeus N., (2005). Antibiotic removal from wastewaters: the ozonation of amoxicillin, Journal of Hazardous materials, 122, 243-250.


Verlicchi et al. 21

3. Bouju H., Buttiglieri G., Malpei F., (2008). Perspectives of persistent organic pollutant (POPS) removal in an MBR pilot plant, Desalination, 224, 1-6.

4. Brown K.D., Kulis J., Thomson B., Chapman T.H., Mawhinney D.B., (2006). Occurrence of antibiotics in hospital, residential and diary effluent, municipal wastewater and the Rio Grande in New Mexico, Science of the Total Environment, 366, 772-783.

5. Castiglioni S., Bagnati R., Fanelli R., Calamari D., Zuccato E., (2006). Removal of Pharmaceuticals in Sewage Treatment Plants in Italy, Environ. Sci. Technol., 40, 357-363.

6. Chiang C. F., Tsai C. T., Lin S. T., Huo C. P., Lo K. V., (2003). Disinfection of hospital wastewater by continuous ozonization, J. of Environ Sci. and Health, Part A, A38, 12, 2895–2908.

7. Clara M., Strenn B., Kreuzinger N., (2004). Carbamazepine as a possible anthropogenic marker in the aquatic environment: investigations on the behaviour of carbamazepine in wastewater treatment and during groundwater infiltration, Water Res. 38, 947-954.

8. Emmanuel E., (2004). Evaluation des risques sanitaires et ecotoxicologiques lies aux effluents hospitaliers, PhD Thesis, Lyon.

9. Emmanuel E., Blanchard J-M., Keck G., Perrodin Y., (2001). Caractérisation chimique, biologique et écotoxilogique des effluents hospitaliers, Dechets sciences et techniques, 22, 31-33

10. EPA 625/R-00/008, (2002). Onsite wastewater treatment manual, Office of Water Office of Research and Development U.S. Environmental Protection Agency.

11. Gautam A. K., Kumar S., Sabumon P.C., (2007). Preliminary study of physico-chemical treatment options for hospital wastewater, J. Environ. Management, 83, 298–306.

12. Heberer T., (2002). Occurrence, fate and removal of pharmaceutical residues in the aquatic environment: a review of recent research data. Toxicol. Lett., 131, 5-17.

13. Jones O.A.H., Voulvoulis N., Lester J.N., (2005). Human pharmaceuticals in wastewater treatment plants, Critical reviews in environmental science and technology, 35, 401-427.

14. Joss A., Andersen H., Ternes T., Richle P.R., Siegrist H., (2004). Removal of Estrogen in Municipal Wastewater Treatment under Aerobic and Anaerobic Conditions: Consequences for Plant Optimization, Environmental Science and Technology, 38, 11, 3047-3055.

15. Joss A., Keller E., Alder A.C:, Gobel A., McArdell C.S., Ternes T., Siegriest H., (2005), Removal of pharmaceuticals and fragranceis in biological wastewater treatment, Water Res., 39, 3139-2152.

16. Kajitvichyanukul P., Suntronvipart N., (2006). Evaluation of biodegradability and oxidation degree of hospital wastewater using photo-Fenton process as the pretreatment method, J. Haz. Mat. B138, 2, 384–391

17. Kummerer K., (2001). Drugs in the environment : emission of drugs, diagnostic aids and disinfectants into wastrewaters by hospital in relation to other sources – a review, Chemosphere, 45, 957-969

18. Kummerer K., (2001). Drugs in the environment: emission of drugs, diagnostic aids and disinfectants into wastrewaters by hospital in relation to other sources – a review, Chemosphere 45, 957-969.


22 Verlicchi et al.

19. Kummerer K., Steger-Hartmann T.,Meyer M., (1997). Biodegradability of the anti-tumoral agent iposfamide and its occurrence in hospital effluents and communal sewage, Wat. Res., 31, 11, 2705-2710.

20. Laber J., Haberl R., Shrestha R., (1999). Two stage constructed wetland for treating hospital wastewater in Nepal, Wat. Sci. Techn., 40, 3, 317-324.

21. Larsen T.A., Lienert J., Joss A., Siegrist H., (2004). How to avoid pharmaceuticals in the environment, J. of Biotechnology, 113, 295-304.

22. Machado E.L., Schmidt L.T., Hoeltz J.M., Dalbert D., Alcayaga E.L.A., (2007). Secondary hospital wastewater detoxification and disinfection by advanced oxidation process, Environmental Technology, 28, 1128-1143.

23. Mersi A., Repaci G., Rubini P., Maraccini E., (1993). Requisiti normativi e tecnici dei reflui ospedalieri, L’igiene moderna, 100, 1443-1450.

24. Metcalf & Eddy, (1991). Wastewater Enginnering - Treatment, Disposal and Reuse. McGrawHill, Singapore.

25. Nardi G., Feretti D., Bracchi U., Tanzi M.L., Doré F., Francesconi A., Grottolo G., Bragonzi G., Perna M.C., Monarca S., (1995). Acque reflue ospedaliere - Valutazione di un trattamento di disinfezione con biossido di cloro, Inquinamento, 7, 77-83.

26. Pauwels B, Verstraete W, (2006a) The treatment of hospital wastewater: an appraisal, J. Of Water and Health, 4, 405-416

27. Pauwels B., Fru Ngwa F., Deconinck S., Verstraete W., (2006b). Effluent quality of a conventional activated sludge and a membrane bioreactor system treating hospital wastewater, Environmental Technology, 27, 395-402.

28. Santarsiero A., Ottaviani M., (1990). Reflui ospedalieri: aspetti normativi e tecnici, Ingegneria Ambientale, XIX, 6, 408-411

29. Sarafraz S., Khani M. R., Yaghmaeian K., (2007). Quality and quantity survey of hospital wastewater in Hormozgan province, Iran. J. Environ Health Sci. Eng., 4, 1, 43–50.

30. Ternes T.A., Joss A., (2006). Human pharmaceuticals, hormones and fragrances, IWA Publishing. London.

31. Ternes T.A., Joss A., Siegrist H., (2004). Scrutinizing Pharmaceuticals and Personal Care Products in Wastewater Treatments, Environmental Science

and Technology, 394A-399A. 32. Tsakona M., Anagnostopoulou E., Gidarakos E., (2007). Hospital waste

management and toxicity evaluation: A case study, Waste Management, 27, 912–920.

33. UBC, Technical Guidelines for Architects and Engineers - Univ. British Columbia

34. Verlicchi P., Galletti A., Petrovic M., Barcelo D., (2010). Hospital effluents as a source of emerging pollutants: An overview of micropollutants and sustainable treatment options, Journal of Hydrology, 389, 416-428

35. Vieno N., Tuhkanem T., Kronberg L., (2007). Elimination of pharmaceuticals in sewage treatments plants in Finland, Water Res., 41, 1001-1012.

36. Wangsaatmaja S., (1997). Environmental action plan for a hospital, MS Thesis in Engineering, Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand.

37. Wen X., Ding H., Huang X., Liu R., (2004) Treatment of hospital wastewater using a submerged membrane bioreactor, Process biochemistry, 39, 1427-1431


Verlicchi et al. 23

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